Paper del receptor CD40 en l'activació de les cèl·lules endotelials. Rellevància de la interacció CD40-CD40L en processos immunoinflamatoris.

Abstract

CD40 (TNFRSF5) és una glicoproteïna de membrana que pertany a la família de receptors del factor de necrosi tumoral (TNF-R). La interacció amb el seu lligand fisiològic (CD40L o CD154) regula una àmplia varietat de funcions biològiques, des de l'activació del sistema immune, tant humoral com cel·lular, a diferents aspectes de la resposta inflamatòria. <br/>Els principals objectius d'aquesta tesi han estat 1) l'estudi a nivell molecular del paper de CD40 en l'activació de les cèl·lules endotelials, i 2) les conseqüències del bloqueig d'aquesta via de senyalització en la resposta immunoinflamatòria. <br/>S'ha obtingut un siRNA potent i específic capaç de reduir l'expressió del receptor CD40 humà en un 85%, tant a nivell de mRNA com a nivell de proteïna. Aquest siRNA expressat en forma de shRNA en un vector lentiviral permet assolir un silenciament gènic eficient i estable de CD40 al llarg del temps. S'ha validat l'activitat antiinflamatòria d'aquest siRNA analitzant les conseqüències funcionals del silenciament d'aquest receptor en cèl·lules endotelials. Aquest siRNA bloqueja l'activació endotelial via CD40L impedint la inducció de l'expressió de les molècules d'adhesió ICAM-1, VCAM-1 i E-selectina, i inhibint l'adhesió leucocitària en aquestes cèl·lules en un 87%. <br/>S'ha utilitzat el potencial antiinflamatori del siRNA dirigit contra CD40 humà per estudiar el paper d'aquest receptor en cèl·lules endotelials en inflamació. Utilitzant microarrays, s'ha realitzat una anàlisi comparativa del perfil global d'expressió gènica en cèl·lules endotelials humanes en les quals s'inactiva específicament aquesta via de senyalització mitjançant RNAi, en el context de la interacció cèl·lula endotelial i limfòcit T activat (CD40L+), com a primer pas en l'inici de la resposta immunoinflamatòria. Aquest estudi d'expressió gènica ha permès identificar nous gens i noves vies de senyalització implicades en la inducció de la resposta inflamatòria desencadenada per l'activació de CD40 en endoteli.<br/>Per altra banda, es volia avaluar l'eficàcia del silenciament gènic de CD40 per a la inducció de tolerància immunològica en un model experimental d'al·lotrasplantament renal. Amb aquesta finalitat s'ha obtingut un siRNA anti-CD40 de rata amb una potent eficiència silenciadora i s'ha optimitzat la transferència d'aquest siRNA en el ronyó a trasplantar mitjançant electroporació in vivo de l'òrgan. L'objectiu d'aquest estudi era silenciar temporalment l'expressió d'aquest receptor en les cèl·lules renals i bloquejar la interacció CD40-CD40L essencial per a la inducció de procés inflamatori que dóna lloc al rebuig del ronyó trasplantat. Resultats preliminars mostren que la teràpia gènica local amb siRNA redueix la resposta inflamatòria posttrasplantament. El siRNA anti-CD40 causa una reducció significativa de l'expressió del mRNA de CD40, disminuint l'aparició de rebuig agut humoral i allargant el temps mig de supervivència dels animals trasplantats amb els ronyons tractats amb siRNA en comparació amb els animals control.

<i>CD40 (TNFRSF5) belongs to the tumor necrosis factor receptor family (TNF-R). Its interaction with its physiological ligand (CD40L or CD154) regulates a wide variety of biological functions, from the activation of the immune system, to different aspects of the inflammatory response.<br/>The main goals of this work have been 1) the molecular study of the role of CD40 in the activation of the endothelial cells, and 2) the consequences of blocking this signaling in the immunoinflammatory response. We have obtained a powerful and specific siRNA able to reduce human CD40 expression by 85%. The anti-inflammatory activity of this siRNA has been validated by analyzing the functional consequences of CD40 silencing in endothelial cells activated via CD40L. This siRNA blocks the induction of ICAM-1, VCAM-1 and E-selectin expression, and inhibits leukocyte adhesion in these cells by 87%.<br/>We have used the anti-inflammatory potential of this siRNA directed against human CD40 to carry out a global gene expression profiling analysis in order to study the role of CD40 in endothelial cells during inflammation. Using microarrays, we have performed a comparative transcriptome analysis in human endothelial cells, in the context of the endotelial cell interaction with activated T lymphocyte (CD40L+), as the first step of the immunoinflammatory response. This study has allowed us to identify new genes and signaling pathways involved in the induction of the inflammatory response by CD40 activation in endothelium.<br/>On the other hand, we have obtained an siRNA against rat CD40 with a powerful silencing activity and we have optimized its transfer to the kidney through in vivo electroporation. The purpose of this study was to determine the CD40 gene silencing effectiveness in inducing immunological tolerance in an experimental model of renal allotransplantation. Preliminary results show that local gene therapy with siRNA reduces the inflammatory response post-transplantation. The anti-CD40 siRNA treatment causes a significant reduction of the incidence of acute humoral rejection and increases the survival half life of animals transplanted with kidneys treated with siRNA compared to control animals. </i>