Dinámica de Linfocitos T en Autoinmunidad. Línea de investigación: Neurociencias clínicas y experimentales

Abstract

La Esclerosis Multiple (EM) se ha considerado una enfermedad autoinmune mediada por linfocitos T con un comportamiento oscilatorio prototípico, caracterizado por la presencia de brotes clínicos. Por tanto, comprender la dinámica de las células del sistema inmune que gobiernan el curso de EM tendrá muchas implicaciones en cuanto al conocimiento de su patogenia y en cuanto a la inmunoterapia. En este trabajo se ha utilizado la técnica de la citometría de flujo para analizar el comportamiento dependiente del tiempo de los linfocitos T antígeno específicos, tanto efectores (Teff) como reguladores (Treg) y su activación. También se ha analizado el comportamiento a lo largo del tiempo de la microglía, estudiándose también sus ciclos de activación. El estudio de estas poblaciones celulares se ha realizado en el modelo animal de EM, la Encefalomielitis Autoinmune Experimental (EAE) en ratones C57B6 ; comparándose los datos experimentales con un modelo matemático de regulación cruzada de las dinámicas de linfocitos T en la enfermedad autoinmune.

RESULTADOS: Se encontró que las células Teff y Treg específicas para la glicoproteina de la mielina del oligodendrocito(MOG) desarrollaron unas dinámicas oscilatorias acopladas con un periodo de 4-5 días y una amplitud decreciente que fue siempre más grande para la población de Teff, en concordancia con el modelo matemático. La activación de la microglía siguió las oscilaciones de las células Teff MOG específicas en los órganos linfoides secundarios, pero se activó antes de la entrada de linfocitos T MOG específicos en SNC. Finalmente, se estudió el papel de la depleción de linfocitos B, inducida por la terapia anti-CD20, en las dinámicas de las células T en el modelo de EAE. En este grupo que recibió el tratamiento anti-CD20, la EAE que se vió fue más grave, apareciendo antes y alcanzando un score mayor. Se vio que la depleción de linfocitos B disminuye la expansión de Teff antígeno específicas, aunque su comportamiento oscilatorio persiste. Sin embargo, el efecto de la depleción de linfocitos B fue más significativo en la población de Treg ; viéndose un efecto más profundo en Treg en SNC, lo cual se correspondía con la persistente activación de la microglía y el empeoramiento de la enfermedad. El modelo matemático de la regulación de linfocitos T después de la terapia anti-CD20 sugiere que la depleción de linfocitos B influencia en las dinámicas de células T mediante un ajuste preciso se sus umbrales de activación.

CONCLUSIONES : El estudio pone en valor la regulación cruzada de las poblaciones linfocitarias (Teff MOG+ -Treg MOG+ ) y su contribución en el resultado de la respuesta inmune, entre otros factores. La regulación cruzada entre Teff y Treg genera dinámicas oscilatorias estables que mantienen la homeostasis en salud, pero que también promueven el comportamiento remitente-recurrente en condiciones de autoinmunidad.

Las dinámicas oscilatorias de LT tienen un origen intrínseco en la regulación fisiológica de la respuesta inmune adaptativa, la cual influencia el fenotipo de la enfermedad y la respuesta a la inmunoterapia. Las subpoblaciones de LT MOG+ y de la microglía presentan dinámicas oscilatorias acopladas e interconectadas durante el ataque autoinmune en el tejido nervioso. Los modelos matemáticos identifican la activación de LTreg como un elemento capital en las dinámicas de la respuesta inmune que gobierna la susceptibilidad a la enfermedad autoinmune.

IMPLICACIONES PARA LA INMUNOTERAPIA: Las terapias inmuno-moduladoras, como anti-CD20, no revierten la respuesta patogénica de las enfermedades autoinmunes, sino que las mantienen en un estado dinámico que es menos nocivo. LT reg son diana para la inmunoterapia, bien sea en un sentido directo, o indirecto como en el caso de una terapia anti-CD20. La terapia ideal en este nivel debería implicar un ajuste preciso de las dinámicas de LT antígeno-específicos a largo plazo para mantenerlas en un nivel lo más cercano posible al estado de homeostasis. El resultado final de la enfermedad dependerá de las dinámicas de todas las poblaciones implicadas y del momento en el cual la terapia comienza

BACKGROUND: Multiple Sclerosis (MS) is considered a T-cell-mediated autoimmune disease with a prototypical oscillatory behavior, as evidenced by the presence of clinical relapses. Understanding the dynamics of immune cells governing the course of MS, therefore, has many implications for immunotherapy. Here, we used flow cytometry to analyze the time-dependent behavior of antigenspecific effector (Teff) and regulatory (Treg) T cells and microglia in mice model of MS, Experimental Autoimmune Encephalomyelitis (EAE), and compared the observations with a mathematical crossregulation model of T-cell dynamics in autoimmune disease.

RESULTS: We found that Teff and Treg cells specific to myelin olygodendrocyte glycoprotein (MOG) developed coupled oscillatory dynamics with a 4- to 5-day period and decreasing amplitude that was always higher for the Teff populations, in agreement with the mathematical model. Microglia activation followed the oscillations of MOG specific Teff cells in the secondary lymphoid organs, but they were activated before MOG-specific T-cell peaks in the CNS. Finally, we assessed the role of Bcell depletion induced by anti-CD20 therapy in the dynamics of T cells in an EAE model with more severe disease after therapy. We observed that B-cell depletion decreases Teff expansion, although its oscillatory behavior persists. However, the effect of B cell depletion was more significant in the Treg population within the CNS, which matched with activation of microglia and worsening of the disease.

Mathematical modeling of T-cell cross-regulation after anti-CD20 therapy suggests that B-cell depletion may influence the dynamics of T cells by fine-tuning their activation.

CONCLUSIONS: The oscillatory dynamics of T-cells have an intrinsic origin in the physiological regulation of the adaptive immune response, which influences both disease phenotype and response to immunotherapy.