RESUMEN DE INVESTIGACION

Las células NK son muy importantes por la inmunidad frente al cáncer y un amplio espectro de patógenos, incluyendo virus, bacterias intracelulares y parásitos, y tambien son capaces de modular el desarrollo de la inmunidad adaptativa. El mayor papel clínico de las células NK ocurre en la inmunidad anti-tumoral y en el ámbito de los transplantes, en particular los transplantes alogénicos de médula ósea.

El trabajo de mi grupo se centra en estudiar el funcionamiento básico del sistema inmune, en particular la biología celular de las células NK, pero siempre con un interés especial en la posible relevancia de nuestro trabajo para la salud humana.

Las células NK y los virus.

Una línea importante del trabajo de mi grupo esta centrada en NKG2D, un receptor inmune activador que se expresa en la mayoría de los linfocitos citotóxicos humanos, incluyendo células T CD8 y NK. La interacción entre el receptor NKG2D y sus ligandos desempeña un importante papel en inmunidad, incluyendo el rechazo a transplantes, la inmunidad frente a patógenos, la autoinmunidad y la vigilancia de tumores.

Estos últimos han desarrollado mecanismos de evasión de la respuesta immune mediada por NKG2D, liberando los ligandos del receptor como moléculas solubles, para así reducir la expresión de NKG2D-L en la superficie del tumor. Además, la liberación de estas moléculas afecta la vigilancia inmunológica al promover una disminución en la expression del receptor NKG2D. In vivo, la presencia crónica de NKG2D-L en suero se correlaciona con un peor pronóstico en pacientes de cáncer de colon y cáncer de prostata.

Hemos caracterizado los mecanismos moleculares de la liberación, de células tumorales, de los distintos ligandos de NKG2D y ahora tenemos datos que documentan un aumento marcado en la liberación de MICA en infección viral. Así, en el futuro nuestros objetivos incluyen estudiar la base molecular de la liberación de MICA soluble y como ese mecanismo viral impide el desarrollo de una respuesta immune eficaz. También analizaremos la posibilidad de que la detección de MICA soluble en suero sea un biomarcador temprano para la infección viral.

“Anergia” de las células NK.

Si bien el reconocimiento de sus ligandos por parte de NKG2D normalmente conduce a la activación de la maquinaria de lisis y a la secreción de citoquinas en células NK y T, tanto directamente como co-estimulador, también hemos demostrado que una exposición crónica a NKG2D-L puede provocar una marcada reducción en la expresión de NKG2D en la superficie celular de las NK, debido a la inducción de la internalización y degradación del receptor.

Esta interacción crónica también causa una reducción importante en la capacidad citolítica de las células NK. Este espectro de cambios en la célula NK es similar al fenómeno observado en pacientes de cáncer en los que la ‘downregulation’ de NKG2D se asocia con defectos en la función de las células NK y CTL y la falta de respuesta inmune anti-tumoral. Esta situación se relaciona, además, con un mal pronóstico. Actualmente no se entiende la base molecular de la falta de respuesta de las células NK inducida tras la exposición crónica NKG2D-L, así pues, un objetivo importante de nuestra investigación es estudiar dicho fenómeno. Para ello, hemos establecido un sistema in vitro para incapacitar a las células NK y estamos haciendo experimentos de microarrays para comparar los transcriptomas de células NK competentes para responder a células diana y células NK inducidas a ser hiporesponsivas. La idea consiste en definir un perfil génico que caracteriza a las células NK hiporesponsivas con el doble fin de:

1. analizar si estos genes también estan sobre-expresados en NK aisladas de tumores de pacientes y
2. comprobar los efectos de la sobre-expresión o del silenciamiento de dichos genes en la capacidad de células NK y células T CD8 para reconocer y atacar células tumorales.

Factores que regulan la expresión de ligandos de NKG2D.

La activación del sistema inmune mediada por el receptor NKG2D constituye un paso fundamental en la regulación tanto de la inmunidad natural como adquirida en la inmunovigilancia del cáncer: la deficiencia de NKG2D aumenta el desarrollo de tumores en ratones y la vacunación con células tumorales transfectadas con ligandos de NKG2D da lugar a un incremento en la eliminación por el sistema inmune de dichos tumores. La expresión de los ligandos de NKG2D (NKG2D-L) es limitada o inexistente en tejidos normales, en cambio se upregulan en situaciones de estrés y enfermedad además de múltiples tipos de tumores.

La base molecular de este patrón de expresión no se comprende completamente, aunque se ha descrito que situaciones como heat-shock, estrés oxidativo y daño al ADN pueden upregular la expresión de NKG2D-L. La expresión de NKG2D-L en células tumorales se correlaciona con su sensibilidad a lisis mediada por células NK y la sobre-expresión de NKG2D-L puede provocar el rechazo de tumores y la inmunidad en modelos tumorales preclínicos.

Estos datos sugieren que un incremento en la expresión de NKG2DL en células tumorales puede representar una estrategia muy útil para potenciar la imunoterapia. Por tanto, una línea de investigación en el laboratorio se basa en nuestra observación de que el tratamiento de células tumorales con inhibidores del proteasoma induce un aumento en la expresión de ciertos NKG2D-L. Queremos evaluar si la inducción farmacológica de NKG2D-L podría ser de beneficio terapéutico a los pacientes.

Aunque es sabido que los inhibidores de proteasoma son de gran valor en el tratamiento de las neoplasias malignas hematológicas, especialmente el mieloma múltiple, los mecanismos moleculares importantes para la actividad antitumoral de estos fármacos no se entienden completamente. Nuestra hipótesis es que el uso de inhibidores del proteasoma para inducir la expresión de NKG2D-L en las células tumorales es una estrategia novedosa para promover la activación del sistema inmune en cáncer y sentarán las bases para una mejor comprensión de la biología de la terapia con estos compuestos.