Encephalitogenic T CD4+ cells build a cytotoxic profile during the evolution of experimental autoimmune encephalomyelitis and become CD8alphabeta+

Orientador: Alessandro dos Santos FariasDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: A Encefalomielite Experimental Autoimune (EAE) é um modelo animal amplamente aceito para a Esclerose Múltipla (EM) e tem sido usado para estudar a patofisiologia da doença. A EAE foi inicialmente considerada uma patologia mediada por células Th1. Respostas imunes desenvolvidas após a imunização com antígenos de mielina para a indução da EAE revelaram uma predominância de células produtoras de IFN? no SNC de animais doentes. Entretanto, camundongos deficientes para IFN? não apresentaram resistência, mas sim maior susceptibilidade à EAE. Isto colocou em dúvida o papel do IFN? e, consequentemente, o papel das células Th1 na patogênese da EAE. Como alternativa à resposta do subtipo Th1 foi proposta a resposta Th17. Após a sua descoberta, foi mostrado que esta possuía um importante papel na EAE e outras patologias autoimunes. Hoje é aceito que células Th1 e Th17 apresentam um papel sinérgico durante o desenvolvimento da EAE. Interessantemente, parece que as células Th17 apresentam plasticidade durante a evolução da EAE. Foi mostrado que células Th17 autoagressivas reduzem a expressão de IL-17 quando chegam no SNC e passam a expressar IFN?. Desta forma é possível que na patologia da EAE IL-17 e IFN? sejam, ao menos em parte, produzidos pela mesma fonte. Isso mostra que mesmo células terminalmente diferenciadas podem sofrer transdiferenciação para outros subtipos. Apesar de ambos os subtipos de linfócitos, Th1 e Th17, apresentarem atividade próinflamatória, não está completamente claro como estas células, classicamente consideradas auxiliaries, seriam capazes de iniciar a doença quando adotivamente transferidas para animais saudáveis. Neste trabalho foi mostrado que células T CD4+ podem expressar moléculas associadas à citotoxicidade. Foi observado que fatores de transcrição (Runx3 e Eomes) estão envolvidos na produção de IFN? em células Th1 e de Granzimas e Perforinas em linfócitos T CD8+. Possivelmente estes fatores seriam capazes de direcionar as células T CD4+ para um perfil citotóxico capaz de mediar o dano inicial observado na EAE. Linfócitos T CD4+ produtores de IFN? encontrados no SNC apresentaram elevada expressão de IL-17 e de fatores de transcrição associados ao perfil Th17. Esta expressão foi maior que a dos linfócitos T CD4+ produtores apenas de IL-17. Ainda, estes linfócitos apresentavam produção de granzima B. Surpreendentemente, além desta alteração de perfil Th1-Th17, nós descobrimos que alguns linfócitos T CD4+ podem sofrer transdiferenciação e passar a expressar CD8? e CD8?, tornando-se células duplo-positivas. Fatores de transcrição importantes para a maturação de linfócitos no timo, Runx3 e ThPok, responsáveis respectivamente pela diferenciação em subtipos CD8+ e CD4+, possivelmente estão envolvidos neste mecanismo. Observamos um aumento da expressão de Runx3 nestes linfócitos T CD4+ que passaram a expressar CD8, o que não é típico em linfócitos maduros. Enquanto isso, a expressão de ThPok manteve-se relativamente constante. Não foi mostrado como as células T CD4+ encefalitogênicas pioneiras exercem sua função efetora. Além disso, a capacidade citotóxica destas células ainda precisa ser avaliada. Apesar disso, este trabalho contribuiu com a elucidação dos mecanismos da doença e este subtipo de célula pode ser promissor para o desenvolvimento de novas terapias para o tratamento da EMAbstract: Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) is a widely accepted animal model of Multiple Sclerosis (MS) and has been used to study the pathophysiology of the disease. EAE was first considered a Th1 cell mediated pathology. Immune responses developed after immunization with myelin antigens for EAE induction revealed IFN?-producing cells domination in the CNS of animals with the disease. However, IFN?-deficient mice were not resistant, but were instead more susceptible to EAE. It has put under doubts the role of IFN? and, consequently, the role of Th1 cells on the EAE pathogenesis. As an alternative for Th1 subset it was proposed the Th17 subset. After its discovery, Th17 subset has been shown to perform an important role during EAE and other autoimmune pathologies. Today it is accepted that Th1 and Th17 cells present a synergic role during EAE development. Interestingly, it seems that Th17 cells present plasticity during the course of EAE. It was shown that autoagressive Th17 cells shut down the IL-17 expression when reach the CNS and start to produce IFN?. Therefore, it is possible that in the EAE pathology, both IL-17 and IFN? are, at least in part, produced by the same source. Despite both Th1 and Th17 subtypes present proinflammatory activity, it is not completely clear how these cells, classically regarded as a helper, would be able to initiate the disease when adoptively transferred to health animals. In this work we¿ve shown that T CD4+ cells can express cytotoxic associated molecules. It was observed that transcription factors (Runx3 and Eomes) are involved on IFN? production in Th1 cells and Granzyme and Perforin in CD8+ T lymphocytes. Maybe these factors can drive a cytotoxic profile that could account for the initial damage mediated by CD4+ cells. T CD4+ IFN? producing lymphocytes found in the CNS upregulated IL-17 and transcription factors associated with the Th17 subset. This expression was higher than solely IL-17 producing cells. Moreover, these lymphocytes presented Granzyme B production. Surprisingly, we found that some CD4+ T lymphocytes can undergo a differentiation and start to express CD8? and CD8? molecules, becoming a double positive cell. Transcription factors associated with lymphocytes intrathymic maturation, Runx3 and ThPok, respectively responsible for transdifferentiation in CD8+ and CD4+ subtypes, are possibly involved in this mechanism. We observed an upregulation of Runx3 expression in T CD4 lymphocytes that started to produce CD8, what isn¿t typical in mature lymphocytes. It was not shown how the pioneer CD4+ encephalitogenic T cells would exert its effector function. Moreover, the direct cytotoxic ability of these cells remain to be evaluated. Despite this, this work contributed to the elucidation of the disease mechanisms and this subset of cells can be promising to account for future therapies to treat MSMestradoImunologiaMestre em Genética e Biologia Molecular2013/10637-6FAPES