Aplicación inmunoterapéutica del agonista sintético AC11 de las células iNKT en modelos animales de tumor

Abstract

Les iNKT son un subgrup de limfòcits T amb característiques que les situen a cavall entre el sistema immunitari innat i l’adquirit. Presenten un TCR invariant (en humans) o semi-invariant (en ratolí) que es capaç de conèixer l’αGC presentat a través de CD1d. Aquesta població també es capaç de reconèixer altres glicolípids presentats a través d’aquesta molècula presentadora, i segons les característiques que presenti l’antigen reconegut s’ha vist que les iNKT poden donar un espectre de respostes ampli. Aquesta versatilitat combinada amb la capacitat de modular la activitat del sistema immunitari de forma precoç, postula a aquesta població com a diana per a tractaments immunoestimuladors contra diverses patologies. En aquest estudi hem analitzat l’activitat de l’AC11, un anàleg aminociclitol de l’αGC que en estudis previs va demostrar ser capaç d’estimular les iNKT murines i humanes. S’ha valorat l’activitat d’aquest compost en comparació de l’agonista prototípic en models tumorals animals i la capacitat de generar una resposta immunitària específica combinant el nostre tractament amb antígens tumorals. Aquests assaigs han permès demostrar que el nostre compost es capaç d’induir una resposta immunitària específica contra les cèl·lules tumoral tant en mascles com en femelles en tots els models testats excepte en l’EG-7 en mascles, model en el que la combinació de l’AC11 amb els antígens tumorals no ha tingut cap efecte. A més, el nostre compost es capaç de controlar el creixement tumoral a llarg termini, com s’ha revelat amb el seguiment del creixement dels tumors. La causa més probable de la manca de resultats en el model EG-7 en mascles pot ser adduïda a que el nostre compost estimula a les iNKT a una producció d’INFγ, ruta de senyalització que veu la seva activitat reduïda en mascles degut a que es en part depenent d’estrògens. En assaigs funcionals també s’ha posat de manifest aquest mateix efecte, podent-se observar en mascles només una estimulació en el lloc d’inoculació del tractament, mentre que en femelles es detecta efectes del nostre compost en tots els òrgans analitzats. Col·lateralment als nostres objectius, al analitzar l’efecte del nostre tractament sobre dues línies de melanoma teòricament homòlogues (B16-F10 i B16-F10-OVA), s’ha detectat una conducta sensiblement diferent entre elles, pel qual s’ha arribat a la deducció que tot i ser dues línies emparentades filogenèticament, ja que la línia B16-F10-OVA deriva de la línia B16-F10, no cursen malalties amb cinètiques similars i per tant no es pot fer una comparació directe entre elles. Durant el transcurs dels nostres estudis sorgí l’oportunitat de testar uns altres anàlegs de l’agonista prototípic, denominats XZ, els quals han demostrat estimular iNKT humanes in vitro. En assaigs funcionals en ratolí, nomes l’XZ11 ha estat capaç de generar una resposta immunitària en els animals, tot i que aquesta dista d’estar als nivells de les respostes generades amb l’AC11 a dosis varies vegades menors. Amb aquests resultats, es pot concloure que l’AC11 es capaç d’induir una resposta citotòxica antigen específica i sostinguda en el temps de forma eficaç, fet que el postula com un possible candidat per a tractaments antitumorals en un futur.

Las iNKT son un subgrupo de linfocitos T con características que las sitúan entre el sistema inmune innato y el adquirido. Presentan un TCR invariante (en humanos) o semi invariante (en ratón) capaz de reconocer la αGC presentada a través de CD1d. Esta población también es capaz de reconocer otros glicolípidos presentados a través de dicha molécula, y según las características que presente el antígeno en cuestión se ha descrito que las iNKT pueden dar un espectro de respuestas muy amplio. Esta versatilidad combinada con la capacidad de modular la actividad del sistema inmune de forma temprana postula a esta población como a diana para el desarrollo de tratamientos inmunoestimuladores frente a diversas patologías. En este estudio hemos analizado la actividad del AC11, un análogo aminociclitol de la αGC que en estudios previos demostró ser capaz de estimular a las iNKT murinas y humanas. Se ha valorada la actividad tanto de nuestro agonista como del prototípico en modelos tumorales animales y la capacidad de generar una respuesta inmune específica combinando los tratamientos con antígenos tumorales. Estos ensayos han permitido demostrar que el AC11 es capaz de inducir una respuesta inmune específica tanto en machos como en hembras en todos los modelos testados tanto en machos como en hembras, con la excepción del modelo EG-7 en machos, donde la combinación de nuestro agonista con antígenos tumorales no ha tenido ningún efecto. Además, nuestro compuesto permite un control del crecimiento del tumor a largo plazo, como se ha revelado en el seguimiento de las patologías. La causa más probable para la falta de resultados en el modelo EG-7 en machos puede estar vinculada con el hecho que nuestro compuesto estimula una producción de IFNγ por parte de las iNKT, una ruta de señalización que tienen una actividad reducida en machos dado que es en parte dependiente de estrógenos. En ensayos funcionales también se ha puesto de manifiesto dicho efecto, pudiéndose detectar actividad únicamente en el lugar de inoculación del tratamiento en machos mientras que en hembras se detecta una estimulación en todos los órganos analizados. Tangencialmente a nuestros objetivos, al analizar el efecto de los tratamientos sobre dos líneas de melanoma teóricamente homólogas (B16-F10 y B16-F10-OVA), se detectó una conducta sensiblemente distinta entre ambas, motivo por el cual se llegó a la conclusión que siendo dos líneas emparentadas filogenéticamente (B16-F10-OVA deriva de la línea B16-F10), no cursan enfermedades con cinéticas similares y por lo tanto no se puede hacer una comparación directa entre ellas. Durante el transcurso de nuestros estudios surgió la oportunidad de testar otros análogos derivados del αGC, denominados XZ, los cuales han demostrado estimular las iNKT humanas in vitro. En ensayos funcionales en ratón, solo el XZ11 ha sido capaz de generar una respuesta inmune detectable, y a pesar de esto dista de estar a niveles similares a la respuesta generada por el AC11 con dosis varias veces menores. Con estos resultados se puede concluir que el AC11 es capaz de inducir una respuesta citotóxica antígeno específica y sostenida en el tiempo de forma eficaz, hecho que postula a nuestro análogo como un candidato para futuros tratamientos antitumorales.

iNKT are a lymphocyte population between innate and specific immune systems. They are defined by the expression of TCR receptor that is invariant (humans) or semi-invariant (mouse), which is capable to recognize αGC presented by CD1d. Although this definition, they can recognize other glycolipids presented by CD1d, and the characteristics of this molecules can drive iNKT to a wide range of immunostimulatory activities. That functional flexibility combined with the capacity to stimulate quickly both innate and specific immune responses make this population a great target to be used in immunostimulatory therapies against several pathologies. In this study we have analyzed the activity of AC11, an αGC analogue that in our previous research has shown that is able to stimulate iNKT cells both murine and human. We evaluated both glycolipids in tumoral animal models and their ability to induce a specific antitumoral response with the combination of this molecules and tumoral antigens. Our experiments have shown that AC11 can induce a specific immune response in both sexes in all animal models used, except for the EG-7 model in males, where the combination of AC11 with our compound had no effect. Another interesting result is that our analogue allows to have a log term tumor control. The lack of results in EG-7 model in males could be due to AC11 induces a IFNγ production to stimulate the immune system, and this signaling path has a decreased activity in males because is estrogen-related. Functional assays with our compounds also revealed this effect, because in males we can only detect an immune activation in peritoneum, where we inoculated the analogues, instead of the large activation of all the immune system in different organs that is detected in females. Analyzing our results, we discovered that the two melanoma lines we used (B16-F10 and B16-F10-OVA), that are often used as homologous lines, had growth kinetics noticeably different. This means that despite the fact those are phylogenetic related cell lines (B16-F10-OVA is derived from B16-F10 cell line), they can’t be used as homologous cell lines, so they can’t be directly compared. During our experiments, we had the chance to test other αGC analogues, called XZ, which have the capacity to stimulate human iNKT in vitro. Our assays have shown that in mouse, only XZ11 is able to induce an immune response, and even that result is far away to the stimulation produced with our compound with doses some times lower. Taking all these results together, we can conclude that AC11 is capable to induce a strong cytotoxic response antigen specific which last in time efficiently. This postulates our analogue as a candidate to the development of future antitumoral treatments.