Evaluación de la adenosina desaminasa como molécula coestimuladora de la actividad linfocitaria en una vacuna terapeútica del VIH

Abstract

Aproximadamente unos 33 millones de personas están infectadas por el VIH en todo el mundo. No obstante, gracias al desarrollo de tratamientos antirretrovirales de alta eficacia (HAART), el SIDA se convirtió en una enfermedad crónica. Sin embargo, el HAART tiene efectos secundarios que afectan a la calidad de vida de los infectados. Por eso es necesaria una cura o una vacuna preventiva. Dadas las dificultades en desarrollar una vacuna preventiva es necesario ensayar nuevas estrategias terapéuticas.

La adenosina desaminasa (ADA) es una enzima del metabolismo de las purinas. Actualmente se conocen dos grupos de proteínas de unión a ADA a la membrana plasmática: el CD26 y los receptores de adenosina. Las primeras evidencias de que el complejo CD26-ADA podía ejercer un papel en la activación linfocitaria se obtuvieron al observar un incremento en la expresión de CD26 y ecto-ADA en linfocitos T activados a través del TCR/CD3. Por otra parte, también se ha sugerido que la unión de ADA a CD26 posibilitaría la degradación extracelular de adenosina, eliminando de este modo señales inhibidoras para el sistema inmunitario. Por ello se puede hipotetizar que el efecto coestimulador por la unión de ADA a CD26 y la actividad adenosina desaminasa extracelular estarían implicadas en la activación linfocitaria. Nuestro grupo de investigación demostró la presencia de ADA en la superficie de las células dendríticas (DCs) humanas. Ésta co-localizaba principalmente con los receptores A2B de adenosina. Por ello se formuló la hipótesis de que la unión de ADA a la DC a través de los receptores A2B y simultáneamente a los linfocitos T a través del CD26 actuaría de puente, coestimulando al linfocito T. Además, se demostró, que el papel coestimulador de la ADA también ocurre en individuos infectados por el VIH. Todo ello permitió formular la hipótesis general de esta Tesis de que la ADA podría incrementar la respuesta de las células T en vacunas terapéuticas basadas en la presentación del VIH inactivado por parte de las DCs. Al determinar el papel de la ADA en la modulación de la función de las DCs, se observó que la ADA activa la maduración en las células dendríticas de individuos sanos e infectados por el VIH. Incrementando de esta manera la inmunogenicidad de las DCs tanto en individuos sanos e infectados por el VIH.

Al investigar el efecto de la ADA en la generación de células T efectoras, memoria o reguladoras en co-cultivos autólogos de linfocitos T y DCs de individuos sanos e infectados por el VIH, se observó que la ADA potencia la diferenciación de las células T naive a células T efectoras y de memoria, además de potenciar la generación de células T reguladoras (Tregs) a partir de células T naive.

Finalmente, se determinó los mecanismos por los cuales la ADA afecta la generación de células T efectoras CD4+ o CD8+, memoria y reguladoras en co-cultivos autólogos de linfocitos T y DCs presentadoras de virus VIH inactivado. Se observó que la ADA, en individuos sanos, la ADA disminuye de forma considerable el número de Tregs e inhibe su actividad supresora. Además, la ADA muestra una función dual disminuyendo la población Tregs específicas del VIH pero potenciando a las células T CD4+ efectoras específicas del VIH en individuos infectados por el VIH. Además, la ADA incrementa la proliferación de las células T CD8+ específicas del VIH, la generación de CD4+ y CD8+ de memoria específica del VIH y la secreción de citocinas y quimiocinas Th1/pro‐inflamatorias.

Globalmente, la ADA actuaría como molécula coestimuladora en la inmunosinapsis, promoviendo una correcta polarización de las células T. Además, en el contexto de la infección por el VIH, la capacidad de la ADA de incrementar la inmunogenicidad de las DCs, de promover la correcta polarización de las células T efectoras específicas del VIH y su capacidad de inhibir la supresión mediada por Tregs inducidas por el VIH, hacen de la ADA un buen candidato como adyuvante en vacunas terapéuticas contra el VIH.

Currently, 33 million people are estimated to be infected with HIV worldwide. HIV infection is nowadays chronic and incurable, resulting in the need for continued therapy to maintain clinical stability. In this regard, several strategies are being considered for the development of either a prophylactic or a therapeutic vaccine.

Adenosine deaminase (ADA) is a key enzyme in the purine metabolism pathway. ADA function is essential in maintaining an immune response as patients with ADA deficiency suffer from Severe Combined Immunodeficiency Disease (SCID). ADA is released into the extracellular medium by immune cells where can bind to two different types of membrane proteins such as CD26, and adenosine receptors. Extracellular ADA mediates extracellular adenosine degradation and acts as a costimulatory molecule in T‐cell activation processes. Our group found that ADA, by acting as a bridge between A2B adenosine receptors on dendritic cells (DCs) surface and CD26 on T‐cells surface, ADA acts as a costimulatory molecule. In addition, it was demonstrated that this costimulatory effect also occurs in HIV infected individuals. Therefore, the general hypothesis of this Thesis was that ADA could increase the T cell response in HIV therapeutic vaccines based in DCs presenting inactivated HIV.

When determining the role of ADA in the modulation of DCs, it was found that ADA enhances DCs costimulatory molecule expression, increases the secretion of both proinflammatory cytokines and chemokines that are known to promote Th1 immune responses and ADA globally enhances the immunogenicity of human DC. Furthermore, ADA enhances the differentiation of naïve T cells into T effector and memory cells and enhances the generation of T regulatory cells from naïve T cells. Finally, ADA shows a dual role inhibiting the HIV-specific Tregs while enhancing HIV-specific T effector CD4+ cells in HIV-infected individuals. Moreover, ADA increases the proliferation HIV-specific T CD8+, the generation of HIV-specific memory Tcells and the secretion of Th1/pro-inflammatory cytokines and chemokines.

Globally, the ability of ADA to increase the DCs immunogenicity, to promote the correct polarization of HIV-specific T-cells and to inhibit the suppression mediated by HIVspecific Tregs, makes ADA a good candidate as an adjuvant in HIV therapeutic vaccines.