Papel de las células inmunes residentes en la mucosa cervicovaginal ante las infecciones de transmisión sexual

Abstract

Las infecciones de transmisión sexual (ITS) tienen una alta prevalencia a nivel mundial y pueden causar graves consecuencias tanto a hombres como a mujeres, incluyendo infertilidad, abortos y malformaciones del recién nacido. La principal vía de entrada de estas infecciones es la mucosa genital, la cual está vigilada por las células inmunitarias que allí residen. En la presente tesis hemos caracterizado in situ el papel de estas células frente a dos ITS: clamidia y VIH, utilizando para ello el modelo de explante cervicovaginal, consistente en la manipulación y el cultivo de tejido cervical de donantes.

En el caso de la clamidia, hemos estudiado compuestos sintéticos derivados de la α-galactosilceramida (αGC, glicolípidos) con el objetivo de identificar aquellos más prometedores como adyuvantes en una futura vacuna contra este patógeno, centrándonos para ello en la generación de una respuesta inmunitaria tipo Th1, caracterizada por la secreción de interferón-γ. Estos glicolípidos activan las células iNKT, una pequeña población capaz de iniciar la respuesta inmune al interactuar con diferentes tipos celulares tanto innatos como adaptativos. Tras caracterizar el efecto de estos compuestos sobre diferentes poblaciones inmunitarias de la mucosa genital femenina, examinamos su papel protector frente a la infección por clamidia en células HeLa (línea celular originaria del epitelio cervical). Paralelamente, también analizamos su efecto durante la infección ex vivo del tejido con VIH. Pese a todos estos enfoques, no hemos identificado ningún compuesto que suponga una mejora con respecto a la αGC en el control de estas infecciones.

En el caso del VIH, hemos estudiado el papel de los linfocitos T CD4+ de memoria residentes (TRM) en el tejido cervical como reservorios del VIH. Tras fenotipar en detalle esta población, caracterizada por la expresión de CD69, hemos visto que se encuentra enriquecida en algunos marcadores asociados con una mayor susceptibilidad al virus (especialmente la fracción que también expresa CD32), por lo que podría ser una de sus primeras dianas. La infección ex vivo del tejido mostró que las células TRM presentaban mayores niveles de infección productiva (p24) y de ADN viral que las CD69-. Además, dentro de estas TRM, las CD32+ contenían todavía mayores cantidades de ADN viral. El análisis de tejido cervical de pacientes VIH+ en tratamiento antirretroviral reveló una disminución de la población CD4+ TRM en comparación al tejido de donantes sanas. Con respecto a la sangre, el tejido de estas pacientes presentó entre 4 y 200 veces más cantidad de ADN viral, confirmando que se trata de un importante reservorio del virus. Dicho ADN se encontró mayoritariamente en las células TRM (>93%), y en algunos casos contenía incluso genomas intactos del virus. Por último, detectamos ARN viral en el cérvix de pacientes VIH+ tanto virémicas como virológicamente suprimidas, que en algunos casos se localizaba en regiones enriquecidas en CD69 o en el epitelio (y, por tanto, TRM). Así, podemos concluir que las TRM suponen un importante reservorio viral en el tejido cervicovaginal, por lo que cabe esperar que suceda lo mismo en diferentes tejidos debido a su amplia distribución por el organismo. Por este motivo, las nuevas estrategias dirigidas a eliminar los reservorios del virus deberían prestar especial atención a esta población.

Sexually transmitted infections (STI) have a high prevalence globally and affect both men and women, causing serious consequences like infertility, aborts or newborn malformations. These diseases are mainly acquired during sexual intercourses through the genital mucosal. For this reason, we analysed the role of mucosal resident immune cells against them, focusing in two of the most prevalent infections: chlamydia and HIV. To perform an in situ analysis, we established the cervicovaginal explant model, which consists in the manipulation and culture of cervical tissue and allows to perform several immunological readouts.

Concerning chlamydia, we studied several synthetic derivatives from a glycolipid known as α-galactosylceramide (αGC) in order to identify the most promising ones according to their capacities as adjuvants in a future vaccine against this pathogen. To do so, we focused in the generation of a Th1 response as it is well described that this profile, characterized by interferon-γ (IFN-γ) secretion, is the most effective in controlling Chlamydia trachomatis infection. These glycolipids activate iNKT cells, a small subset that causes a general activation of the immune system by interacting with both innate and adaptive immune populations. After an extensive characterization of the effect of these compounds over different cervical immune subsets, we evaluated the protection that these compounds offer against chlamydial infection in HeLa cells (an epithelial cell line obtained from cervical tissue). Also, we studied their effect during the ex vivo HIV infection of the tissue. Despite all these approaches, we did not identify any compound better than the original αGC in controlling these infections.

Concerning HIV, we analysed the role of resident memory T CD4+ lymphocytes (TRM) present at the cervicovaginal mucosa as HIV-1 reservoirs. After an extensive phenotyping analysis we concluded that this subset, characterized by the expression of CD69, is enriched in several markers associated with a higher susceptibility to HIV infection (especially the fraction that also expresses CD32), indicating that it could be a preferential target of the virus. Ex vivo infection of the tissue showed that TRM cells harboured higher levels of productive infection (measured in terms of p24 antigen) and viral DNA than the CD69- fraction. Indeed, CD32-expressing TRM displayed even higher DNA levels. CD4+ TRM cells were diminished in cervical tissue from HIV+ patients under antiretroviral treatment in comparison to healthy donors. This tissue exhibited 4- to 200-fold more viral DNA compared to contemporary blood, confirming that it represents an important HIV reservoir. Specifically, TRM cells accounted for more than 93% of the viral DNA and moreover, in some cases we were able to detect intact genomes. Finally, we were also able to detect viral ARN in cervical tissue from viremic and aviremic HIV+ patients, which occasionally was located in CD69-enriched regions or in the epithelium (corresponding to TRM phenotypes). In conclusion, we showed that TRM cells represent an important HIV reservoir in cervicovaginal tissue, so they should be taken into account when designing strategies to eliminate HIV reservoirs as they are widely distributed through different tissues.