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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ZARAGOZA CARRERA DE BIOLOGÍA Unidad Multidisciplinaria de Investigación Experimental Zaragoza Unidad de Investigación en Diferenciación Celular y Cáncer Laboratorio de Inmunobiología Análisis de la supresión de la respuesta inmune antitumoral mediada por Células Estromales Mesenquimales derivadas de tumores malignos de cuello uterino. Tesis Que para obtener el título de B I Ó L O G A PRESENTA: Selene Yazmin Contreras Landeros Director de Tesis: Dr. Alberto Monroy García Asesor Interno: Dra. María de Lourdes Mora García México, D.F. 2011 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. Selene Yazmin Contreras Landeros ii FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES "ZARAGOZA" IM ~"""1lAlI N .. (~L •• ,,~ .... [ t Mm' !, DIRECCiÓN JEFE DE LA UNIDAD DE ADMINISTRACiÓN ESCOLAR PRESENTE. ComuniCO a usted que la alumna CONTRERAS LANDEROS SELENE VAZMIN. con numero de cuenta 304329393, de la carrera de Biología se le ha fi jado el dia 1" del mes de diciembre de 2011 a las 14:00 hrs. para presentar examen profesional, el cual tendrá lugar en esta Facultad con el siguiente jurado. PRESIDENTE DR. BENNV WEISS STEIDER VOCAL DR. ALBERTO MONROV GARCIA' SECRETARtO ORA. MA. DE LOUROES MORA GARCIA SUPLENTE Q. F. B. JOSt OSeAR GONZÁlEZ MORENO SUPLENTE M en C. LUIS SÁNCHEZ SÁNCHEZ El titulo de la tesIs que presenta es. Análisis de la supresión de la respuesta inmune antitumoral mediada por Células Estromales Mesenquimales derivadas de tumores malignos de cuello uterino. OpCIón de titulación. tesIs. Agradeceré por anticipado su aceptación v haQo propia la ocasión para saludarle o DE E!'TUOto! .. IIEcleI < < A T E N tA rf EI'N~i']E ~ "POR MI RAZA HABL.o\RA E~~S~ITU" México. D. F., a 3 ie~ d9"2011 , .... ,,- ,., • '-'AA<= REc elO N UEL MENDOZA NÚÑEZ ~~OR OfICINA Of ~X.AMHIES P!«.JF~StONAlES y CE GRADO 0Ft CARlOS ~nlLEJOS CRUZ JEFE CE CARRERA ____________________________ S-iL Selene Yazmin Contreras Landeros iii La realización de este trabajo fue posible con el apoyo institucional del Laboratorio de Inmunobiología de la Unidad de Investigación en Diferenciación Celular y Cáncer, de la Facultad de Estudios Superiores Zaragoza, UNAM, así como por el apoyo financiero de los proyectos DGAPA-PAPIIT No.IN223010 y FIS/IMSS/PROT/G09/762 y 800. Durante el desarrollo de este proyecto conté con el apoyo de la beca para tesis de licenciatura por parte de DGAPA-PAPIIT, así como la beca para titulación para exalumnos de alto rendimiento otorgada por la UNAM. Selene Yazmin Contreras Landeros iv AGRADECIMIENTOS Agradezco al laboratorio de Inmunobiología de la FES Zaragoza, UNAM, donde realicé mi trabajo de tesis y a todo el equipo que lo integra especialmente a la Dra, María de Lourdes Mora García y al Dr. Alberto Monroy García por permitirme formar parte de su equipo y proporcionarme las herramientas necesarias para llevar a cabo mi trabajo de investigación, también agradezco y reconozco de manera muy especial el apoyo incondicional que recibí del M. en C. Jorge Hernández Montes, por su tiempo que dedico a responder a las miles de preguntas que le hice, que si bien resolvieron muchas dudas, también crearon otras más, lo cual genero una de las mayores enseñanzas dentro de mis inicios en la investigación y la mejor comprensión de este estudio mil gracias. A todos mis compañeros y amigos de laboratorio: Francisco, Arturo, Gilberto, Esteban, Rocío, Edwin, Carlos y Brenda por hacer que el trabajo a su lado sea siempre tan agradable y porque cada uno de ustedes de alguna manera me apoyaron en el desarrollo de este trabajo. De manera particular a las Biólogas: Karina Pérez, Azucena Don, Vianey Serrano, Carmen Zaragoza e Ivonne Titla por transmitir su conocimientos sobre las técnicas que empleamos en el laboratorio y que formaron la base para la realización experimental de este trabajo. A la Unidad de Investigación en Enfermedades Oncológicas del Hospital Infantil “Federico Gómez”, especial agradecimiento a la Dra. Sara Huerta Yepez, por brindarme la oportunidad de realizar una parte importante del trabajo experimental de este estudio en su laboratorio, por los consejos y enseñanzas dadas. También agradezco la ayuda técnica para llevar a cabo los experimentos de manera satisfactoria a todos los integrantes de esta Unidad de Investigación particularmente a: Biol, Jesús Rangel, Dra. Guillermina Baay, Belén, Gaby y Dany. A mis sinodales y revisores del trabajo ya que sus consejos y observaciones realizadas de manera tan acertada, permitieron la culminación de este proyecto. Dr. Benny Weiss Steider, Dra. María de Lourdes Mora García, Dr. Alberto Monroy García, Q.F.B. José Oscar Gonzales Moreno y M. en C. Luis Sánchez Sánchez. Selene Yazmin Contreras Landeros v DEDICATORIA A Dios por darme la vida y todo lo que tengo, que es lo que necesito para seguir adelante cada instante. A mis padres porque me han dado siempre con amor todo el apoyo, las enseñanzas y consejos que me han permitido de manera importante desarrollar hasta este momento mi gran proyecto de vida y porque me motivan cada día a continuar. Los admiro y estoy muy orgullosa de ustedes por el esfuerzo que hacen porque cumplamos nuestras metas, es por eso que la alegría de este logro profesional que obtengo es para ustedes. A mis hermanos porque su llegada y presencia iluminan mi vida y los buenos momentos a su lado son mi mayor alegría. A mi mamita, por ser mi gran amiga y estar siempre a mi lado. A Francisco, por ser mi amor real que siempre soñé. A Padme, por la mayor enseñanza de vida que me dejaste. Con aprecio, a mis amigos y familia en general que es tan grande. Gracias por todo, Los amo mucho viven por siempre en mi mente y en mi corazón… Selene Yazmin Selene Yazmin Contreras Landeros vi ÍNDICE PÁGINA ABREVIATURAS DE USO FRECUENTE…………………………………………………....1 RESUMEN……………………………………………………………………………………..…2 INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………….............3 MARCO TEÓRICO……………………………………………………………………………...5 VIRUS DEL PAPILOMA HUMANO (VPH)…………………………………………....5 Estructura del VPH…………………………………………………………………..5 Clasificación del VPH…………………………………………………….………....6 Ciclo de vida e infección por VPH…………………………………………............6 RESPUESTA INMUNE CONTRA EL VPH………………………………………….12 SISTEMA INMUNE Y CANCER CERVICO UTERINO (CaCu)…………………...15 CÉLULAS ESTROMALES MESENQUIMALES (CEMs)…………………………..17 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Y JUSTIFICACIÓN............................................22 HIPÓTESIS……………………………………………………………………………………..24 OBJETIVOS……………………………………………………………………………............25 MATERIALES Y MÉTODOS…………………………………………………………….…...26 Ratones…………………………………………………………………………….…...26 Cultivos celulares……………………………………………………………………....26 Inmunización e inoculación de células para la inducción de tumores……………27 Medición de tumores………………………………………………………………..…28 Determinación de linfocitos T antígeno específicos………………………….…….28 Obtención de tumores………………………………………………………………....29 Inmunohistoquímicas……………………………………………………………..…...29 Cultivo y fijación de las CEMs infiltradas en tumores inducidos………………..…30 Análisis estadístico……………………………………………………………………..31 Selene Yazmin Contreras Landeros vii RESULTADOS................................................................................................................32 Participación de las CEMs en el crecimiento tumoral en ratones de la cepa C57BL/6 sin protección inmunológica……………………………………..…………32 Participación de las CEMs en el crecimiento tumoral en ratones de la cepa C57BL/6 con protección inmunológica…………………………………….………...34 Las CEMs revierten la población de linfocitos T antígeno específicos en ratones previamente inmunizados y tratados con TC-1……………………………………..35 Análisis de la infiltración de linfocitos T CD8+, CD4+, FoxP3 y CD25+ en los tumores inducidos en ratones que recibieron inmunización previa y sin inmunización, bajo presencia y ausencia de CEMs………………….…………….39 Migración de CEMs inoculadas vía sistémica al sitio del tumor…………………..49 DISCUSIÓN DE RESULTADOS…………………………………………………….……….51 CONCLUSIONES……………………………………………………………………….……..57 PERSPECTIVAS………………………………………………………………………….…...58 BIBLIOGRAFÍA………………………………………………………………………….….....59 Selene Yazmin Contreras Landeros 1 ABREVIATURAS DE USO FRECUENTE CaCu ………………………..Cáncer Cérvico Uterino VPH ………………………….Virus del Papiloma Humano CEMs ………………………..Células Estromales Mesenquimales CEMs-MON ……………...…CEMs Humanas Derivadas de Médula Ósea Normal CEMs-CNOR ……………….CEMs Humanas Derivadas de Cérvix Normal CEMs-CaCu.………………..CEMs Humanas Derivadas de Cáncer Cérvico Uterino NIC …………………………..Neoplasia Intraepitelial Cervical CPH ………………………...Complejo Principal de Histocompatibilidad Tregs ………………………..Linfocitos T reguladores IL …………………………….Interleucina TNF-α ……………………….Factor de Necrosis Tumoral alfa IFN-γ .……………………….Interferón gamma HGF …………..…………….Factor de Crecimiento de Hepatocitos TGF ………………………....Factor de Crecimiento Transformante Selene Yazmin Contreras Landeros 2 RESUMEN Antecedentes: Las Células Estromales Mesenquimales (CEMs) son un grupo heterogéneo de células encontradas en diversos tejidos, se caracterizan por tener una gran capacidad de autorenovación y diferenciación a varios tipos celulares; son células inmunoprivilegiadas, ya que escapan al reconocimiento inmune; además poseen amplia actividad inmunosupresora, ya que inhiben una variedad de células del sistema inmune, incluyendo: linfocitos B, células dendríticas, células asesinas naturales así como linfocitos T vírgenes o antígeno específicos. Además tienen la capacidad de inducir, reclutar y mantener la función reguladora de linfocitos T reguladores (Tregs). Recientemente se ha reportado que en modelos tumorales singénicos, heterólogos e incluso xenogénicos, las CEMs tienen la capacidad de migrar al sitio de desarrollo tumoral para favorecer el implante, crecimiento y metástasis de tumores malignos. Justificación: Conocer los mecanismos de acción de las CEMs en el desarrollo tumoral, permitirá establecer estrategias inmunoterapéuticas para su tratamiento. Objetivo: Analizar la capacidad inmunosupresora de CEMs humanas derivadas de Médula Ósea Normal (CEMs-MON), de Cérvix Normal (CEMs-CNOR) y de Cáncer Cérvico Uterino (CEMs-CaCu) sobre la respuesta antitumoral de linfocitos T antígeno específicos en un modelo in vivo. Hipótesis: Se espera que CEMs-CaCu tengan mayor efecto supresor de la respuesta inmune antitumoral. Métodos: Ratones de la cepa C57BL/6 (haplotipo H2-Db) normales o inmunizados previamente con el péptido antigénico RAHYNIVTF derivado de la proteína E7 del Virus de Papiloma Humano tipo 16. (VPH-16), fueron inoculados dorsalmente con 105 células tumorales TC-1 (H2-Db, positivas a E6/E7 del VPH-16) además de la co-inoculación de las diferentes CEMs (105 células) vía intravenosa, con la finalidad de analizar el crecimiento tumoral así como la respuesta de linfocitos T tumor específicos mediante moléculas pentaméricas H2- Db/péptido, y la infiltración de células Tregs en el tumor por análisis inmunohistoquímico. Resultados: El crecimiento tumoral en los grupos de ratones tratados ya sea con células TC-1 solas ó TC-1 con las diferentes estirpes de CEMs fue similar, (1.2-2cm3). Sin embargo, en los ratones que recibieron inmunización previa, no se observó crecimiento del tumor en el grupo que recibió únicamente células TC-1; mientras que en los grupos de ratones co-inyectados con células TC-1 y CEMs se observó crecimiento tumoral, principalmente en aquellas que recibieron CEMs-CaCu. (3.6cm3). Este fenómeno fue asociado con una baja frecuencia en la población de linfocitos T CD8+, específicos al péptido RAHYNIVTF (0.19%) al día 10 y (0.13%) al día 15 posterior a la inoculación de las CEMs, así como de una mayor infiltración de linfocitos Tregs CD4+CD25+ FOXP3+ en los tumores de los ratones que recibieron CEMs-CaCu (1.3X106 cel/cm2) Conclusiones: Las CEMs derivadas de tumores de CaCu mostraron una mayor actividad supresora de la respuesta inmune in vivo en ratones C57BL/6 bajo condiciones de protección inmunológica al inhibir las poblaciones de linfocitos T CD8+ antígeno específicos e inducir la infiltración de linfocitos T con los marcadores CD4+, CD25+ FoxP3+, propios de células T reguladoras así como la migración de las CEMs inoculadas en el sitio tumoral. Conocer los mecanismos precisos de la inmunosupresión de la respuesta antitumoral antígeno-específica mediados por las CEMs será de gran importancia para establecer protocolos de terapia antitumoral. Selene Yazmin Contreras Landeros 3 INTRODUCCIÓN En la actualidad, el cáncer cérvico uterino (CaCu) es la segunda causa más común de muerte especialmente en mujeres jóvenes de alrededor del mundo. (Lowy et al, 2006). De acuerdo a estadísticas de la Organización Mundial de la Salud existen aproximadamente 500,000 nuevos casos cada año, de los cuales un tercio mueren a causa de esta enfermedad. (Yugawa et al, 2009). Es reconocido que el 99% de tumores invasivos de CaCu están asociados con la infección por el Virus del Papiloma Humano (VPH). Se han identificado cerca de 100 diferentes tipos de VPH en base a su secuencia de ácidos desoxirribonucleicos (ADN), de los cuales, los tipos VPH-16 y -18, son conocidos como de alto riesgo oncogénico, ya que su ADN se encuentra en poco más del 70% de los tumores de CaCu. En contraste, tipos de VPH de bajo riesgo como 6 y 11 son encontrados primariamente en verrugas benignas (Walboomers et al, 1999; Bosch et al, 2002; de Villiers et al, 2004). La persistencia del VPH en el tracto genital se relaciona con la falla en la respuesta inmune mediada por linfocitos T auxiliares tipo Th1 y por linfocitos T citotóxicos; así como por la inducción de linfocitos T reguladores antígeno-específicos, su influjo en el tumor y nódulos linfáticos de pacientes con CaCu avanzado (Visser et al, 2007; Molling et al, 2007; Nakamura et al, 2007; Piersma, et al, 2007; Adurthi et al, 2008; Welters et al, 2008). Estas evidencias han sugerido que durante el desarrollo de la enfermedad se genera tolerancia inmunológica hacia el tumor con la concomitante aparición de linfocitos T reguladores (Tregs). Sin embargo, se desconoce como se originan estas poblaciones celulares, si antígenos virales favorecen su inducción y qué tipos celulares participan en este proceso. Recientemente se ha propuesto que las Células Estromales Mesenquimales (CEMs) participan en dicho reclutamiento debido a que éstas se caracterizan por tener per se actividad inmunosupresora de la respuesta inmune y porque se ha visto que tienen la capacidad de inducir, reclutar y mantener la función reguladora de linfocitos Tregs. (Pittenger et al, 1999; Dominici et al, 2006; Prevosto etal, 2007; Di Ianni et al, 2008). Selene Yazmin Contreras Landeros 4 También se ha visto que cuando las CEMs son trasplantadas o inyectadas, tienen la capacidad de migrar a una variedad de órganos y tejidos, esta capacidad se ve incrementada en sitios de inflamación y ciertas patologías debido a su capacidad de reparación y remodelación de tejidos. (Chapel et al, 2003). En el caso de los tumores, se ha demostrado que existen mediadores inflamatorios en el microambiente tumoral que proveen las condiciones propicias para el arribo de las CEMs. A pesar de que existen avances en el tema, el papel de las CEMs en el microambiente tumoral aún es incierto. Es por eso que resulta importante conocer el papel de las CEMs en el desarrollo tumoral y evasión de la respuesta inmune en tumores. Con dicho fin en el presente estudio se analizó la capacidad de las CEMs humanas derivadas de Médula Ósea Normal (CEMs-MON), de Cérvix Normal (CEMs-CNOR) y de Cáncer Cérvico Uterino (CEMs-CaCu), para inducir crecimiento tumoral en ratones de la cepa C57BL/6 (haplotipo H2-Db) bajo condiciones normales y con previa protección inmunológica (por inmunización con el péptido antigénico RAHYNIVTF derivado de la proteína E7 del VPH-16), utilizando células tumorales TC-1 (H2-Db y positivas a E6/E7 del VPH-16). Además se analizó la presencia de poblaciones de linfocitos T reclutados en el microambiente tumoral, la infiltración de CEMs en los tumores inducidos y la generación de linfocitos T antígeno específicos al péptido RAHYNIVTF en el bazo de los ratones inmunizados. Selene Yazmin Contreras Landeros 5 MARCO TEÓRICO VIRUS DEL PAPILOMA HUMANO (VPH) El VPH representa un grupo heterogéneo de agentes que infectan tejidos epiteliales que producen papilomas y tumores benignos. En algunos casos la infección viral puede llevar a una transformación maligna. La naturaleza infecciosa de los papilomas genitales y cutáneos y su relación con la actividad sexual ha sido reconocida desde la época de los romanos. (Crum et al, 1991). Sin embargo, no es sino hasta 1949 cuando por microscopia electrónica se identificaron partículas virales en verrugas humanas. Los VPH han sido aislados en al menos 24 especies de animales incluyendo aves, reptiles y mamíferos y en algunas de estas especies se ha asociado a cáncer invasivo. (Zur Hausen et al, 1994). La diversidad genética del VPH no refleja la adquisición rápida de mutaciones, sino una historia antigua de adaptaciones del virus a diferentes células del hospedero y a los mecanismos de control viral desarrollados por él mismo. Actualmente el mayor aliciente para el interés en el VPH se debe, no solo al aumento de la prevalencia de infección por este virus a nivel mundial en los últimos años, sino al descubrimiento de su relación causal con el cáncer de cuello uterino, cáncer ano-genital y posiblemente otros canceres humanos, entre ellos tumores de piel y mucosas. (Androphy et al, 1994). Estructura del VPH El VPH pertenece a la familia Papilomaviridae, de estructura icosahédrica de 72 capsómeros (60 hexámeros y 12 pentámeros) con un diámetro aproximado de 55nm. (Hebner et al, 2006). Los VPH son pequeños, no envueltos, con un genoma circular de doble cadena de aproximadamente 8kb. (Howley et al, 2006). Figura 1. Selene Yazmin Contreras Landeros 6 Figura 1. Virus del Papiloma Humano. Muestra ADN circular de doble cadena protegido por una cápside proteica. (Tomado de http://nobelprize.org/medicine/laureates/2008/illpres.html) El genoma viral puede ser dividido en tres regiones. Figura 2. Una región larga de control (RLC), responsable de regular la expresión viral después de la infección. Esta región contiene el origen viral de la replicación, cuatro sitios de unión para la proteína viral E2 y numerosos sitios de unión para los factores de trascripción celular. (Kurvinen et al, 2000). El resto del genoma comprende ocho marcos de lectura abierta (ORF) divididos entre la región temprana que codifica las proteínas E1, E2, E4, E5, E6 y E7 y la región tardía, que codifica las proteínas L1 y L2. (Spink et al, 2005). Tabla 1. Tabla 1. Proteínas de VPH y sus funciones (Tomado de Hamid et al, 2008) Proteína Función E1 Replicación de ADN E2 Regulación de la transcripción y auxiliar en la replicación de ADN. Requerido para mantener el genoma en infecciones persistentes. E4 Rompe filamentos de queratina E5 Transformación E6 Transformación. Se enlaza a E6AP y promueve la ubiquitinación y degradación de p53 E7 Transformación. Se enlaza e inactiva a Prb L1 Proteína mayor de la cápside L2 Proteína menor de la cápside Selene Yazmin Contreras Landeros 7 La Región Temprana (early region: E) contiene seis regiones codificantes (E1, E2, E4, E5, E6 y E7) de las cuales E6 y E7 generan proteínas con alto poder oncogénico que se traduce en poder transformante y de inmortalización celular. El resto de segmentos sintetizan proteínas propias de la estructura y función del virus. E1 codifica dos proteínas requeridas para la replicación extracromosómica del ADN viral y para completar su ciclo vital. En E2 se codifican dos proteínas que en cooperación con las de E1 son necesarias para la replicación extracromosómica. Del resto de los componentes de la región temprana se conocen menos detalles en la que la proteína E4 parece ser importante para la maduración y replicación viral; E5 se sabe que interacciona con receptores de membrana y de esta manera podría estimular la proliferación de las células infectadas por el VPH (García, 2007). La Región Tardía (late región: L) contiene dos regiones codificantes L1 y L2 las cuales generan proteínas que forman parte de la cápside viral. L1 codifica la más importante de las proteínas ya que constituye aproximadamente el 90% la cual es una forma muy extendida entre los distintos virus específicos de cada especie. Tienen la capacidad de generar anticuerpos que pueden ser detectados en pacientes infectadas. De la región L2 se codifican proteínas de menor tamaño y mayor variabilidad interespecies de la cápside viral. La transcripción de L1 y L2 está regulada por factores reguladores de transcripción que se producen únicamente en las células epiteliales más diferenciadas de la capa superficial del cérvix; esto explica el hecho de que la producción de viriones y el efecto citopático es más pronunciado en las lesiones histológicamente de más bajo grado. (Giroglou et al, 2001). Figura. 2 Representación lineal del genoma del VPH. La línea inferior, muestra una representación lineal del genoma circular de 7.9kb del VPH-16. (Hamid et al, 2008)) Selene Yazmin Contreras Landeros 8 Clasificación del VPH La familia de los VPH cuenta con más de 150 tipos virales que en función de su tropismo se clasifican en cutáneos y mucosales. Los cutáneos se detectan primordialmente en las verrugas cutáneas, en las lesiones cutáneas de enfermos con epidermodisplasia verruciforme y en algunos cánceres de piel no melanoma. En relación con su potencial oncogénico, los VPH mucosales se clasifican en tipos de alto, probable y de bajo riesgo oncogénico. (Castellsagué et al, 2007) Datos procedentes de 11 estudios de casos y controles que exploraron la asociación entre infección por VPH y cáncer de cérvix realizados en diferentes países han identificado 15 tipos virales como de alto riesgo oncogénico(16, 18, 31, 33, 35, 39, 45, 51, 52, 56, 58, 59, 68, 73 y 82); tres tipos se han clasificado como de probable alto riesgo (26, 53 y 66); y 12 tipos se han catalogado como tipos de bajo riesgo (6, 11, 40, 42, 43, 44, 54, 61, 70, 72, 81 y CP6108) (Castellsagué et al, 2007) Ciclo de vida e infección por VPH En trabajos que intentan explicar el modelo de infección por VPH utilizando partículas tipo virus, se ha evidenciado que durante laactividad sexual, ocurre una lesión o microtrauma del epitelio genital, en particular en la zona de transformación aquella que permanentemente sufre cambios en el epitelio escamoso, es el área más vulnerable a la infección del epitelio cervical, lo cual permite la exposición de las células basales en activa proliferación a los diferentes tipos de VPH permitiendo la unión entre el receptor de la célula basal con la proteína de la cápside viral L1, a nivel de su extremo carboxi terminal (Giroglou et al, 2001). Dicho receptor ha sido asociado estructuralmente con Heparán Sulfato para los tipos virales 16; 33 y con Alfa-6-Integrina para VPH-6 (Evander et al, 1997; Bousarghin et al, 2003). Una vez unido el virus a la superficie celular, se produce su internalización al citoplasma de la célula huésped, proceso que ha sido identificado como endocitosis (Bousarghin et al, 2003). Dos sistemas han sido reconocidos; el primero involucra un complejo proteico llamado Clatrina (Kirchhausen, 2000), utilizado por los tipos 16 y 18; el segundo, utiliza un grupo de proteínas principalmente Caveolina, denominado endocitosis por caveolas, Selene Yazmin Contreras Landeros 9 en el que participa el VPH 31. (Anderson, 1993). Posterior a la endocitosis, existe evidencia en modelos de infección por partículas virales tipo 11 y 16 que la cápside viral de 55 nm de diámetro experimenta degradación en el citoplasma celular, a través de un proceso de reducción química que daña los puentes disulfuro que estabilizan la cápside, originando capsómeros y monómeros los cuales son transportados al núcleo junto a pequeños fragmentos del ADN viral, logrando atravesar los poros nucleares de un diámetro aproximado a 39 nm, con ello el genoma viral y las proteínas de la cápside participan en los procesos de transcripción génica, replicación del ADN y maduración de viriones. (Merle et al, 1999; Nelson et al, 2002). Es posible definir una población viral no productiva, localizada en el estrato basal, en la cual se mantiene la replicación del ADN viral en un número de copias bajo (30-50 copias por célula infectada), en forma extracromosómica, llamados episomas que se estructuran en base a histonas y material genético (Ruesch et al, 1998; Holmgren et al, 2005), esto requiere la expresión de E1 y E2. Estas proteínas se unen al origen de replicación viral y enganchan a las ADN polimerasas celulares y otras proteínas necesarias para la replicación del ADN. Se postula que durante esta etapa se aseguraría que el ADN viral se distribuya difusamente por las células basales proliferantes y que al mantener un número reducido de copias se impediría la activación de la respuesta inmune (Peh et al, 2002) Sin embargo, este número de copias aumenta dramáticamente cuando se mueven las células infectadas a las capas superiores del epitelio (Nakahara et al, 2005; Wilson et al, 2005) Figura 3. Al iniciarse la diferenciación de la célula basal y su viaje a través del epitelio, comienza la replicación y transcripción del DNA viral. Durante esta fase de amplificación, los genomas son empaquetados en viriones infecciosos antes de su liberación. Las células infectadas son morfológicamente diferentes y se denominan coilocitos, con un núcleo ampliado y, a menudo múltiples núcleos por célula. La activación del promotor dependiente de diferenciación conduce a una mayor expresión de las proteínas E1, E4 y E5. (Nakahara et al, 2005; Wilson et al, 2005). Selene Yazmin Contreras Landeros 10 L1 y L2 se expresan también en la capa superior del epitelio. Los viriones de VPH son icosaédricos en estructura y se componen de 360 proteínas L1 reunidos en 72 estructuras pentaméricas. (Belnap et al, 1996) L2 interacciona con L1 y facilitan el ensamblaje de viriones. (Buck et al, 2005). Las cápsides se someten a un proceso de maduración provocada por el procesamiento proteolítico de los componentes del virión antes de la liberación de la célula. El virus que se elimina puede infectar el epitelio basal o extenderse a nuevos hospederos. (Kirnbauer et al, 1992) Figura 3. Figura 3. Etapas del ciclo de vida del virus del papiloma humano y su localización en el epitelio escamoso. En el epitelio normal cervical escamoso y estratificado, las células hijas de la célula tallo del epitelio se dividen a lo largo de la membrana basal y maduran verticalmente a través del epitelio sin más división (lado derecho). Mientras que cuando ocurre la infección por VPH dentro de las células tallo, en la capa basal del epitelio, la expresión de proteínas virales de trascripción temprana ocurre. Bajo la regulación de las proteínas, la división celular de la población se expande verticalmente y la diferenciación de las células epiteliales es tardía y menos completa, con cambios en la arquitectura del epitelio (lado izquierdo). Los viriones maduros son producidos en las capas mas superficiales del epitelio y las células presentadoras de antígeno (CPA) intraepiteliales son eliminadas en el epitelio infectado por VPH. (Tomado de Frazer, 2004) Sin embargo, la producción de viriones es tan sutil que no alcanza a haber una lisis importante de las células, este estado puede permanecer casi inalterado durante varios años, produciendo algunas alteraciones celulares en forma de displasia (Tay et al, 1987). Selene Yazmin Contreras Landeros 11 Por otro lado puede ocurrir una afección directa del genoma celular; en este caso los VPH se consideran de alto riesgo tales como 16 y 18, después de alcanzar al núcleo celular, algunos genes virales son integrados dentro del genoma de la célula huésped, principalmente los segmentos E6-E7. La replicación de los virus en este caso entra en un lapso de espera hasta que la célula hospedera replica su propio ADN junto con el del ADN viral (Zur Hausen et al, 2000). Lo cual constituye la mayor determinante en la inducción y mantenimiento del fenotipo maligno, implicado en el proceso de oncogénesis (Concha, 2007) Los mecanismos de transformación son complejos y al parecer varían de un virus a otro. El principio general consiste en que dos o más proteínas tempranas cooperan para dar un fenotipo transformado. En la mayoría de los VPH la proteína E2 se une a la región del promotor temprano, disminuye y regula la expresión de E6/E7; la pérdida de E2 es por lo tanto el primer paso en la transformación y es lo que ocurre cuando sucede la integración viral, al romperse el punto de transcripción de los genes E1 y/o E2, lo que resulta en una sobre-expresión de los genes E6/E7. (Beutner, 1997; Stoler, 1997). Los genes E6 y E7 representan los principales genes transformadores del VPH. En algunas lesiones VPH-positivas la proteína E6 al perder su regulación se une a p53 formando un complejo trimérico junto con la proteína-asociada-E6 y lo degrada por la vía de la ubiquitina. Al reducir la efectividad de p53 como regulador del ciclo celular, las células pueden pasar a la fase S del ciclo con daños cromosomales que pueden ser reproducidos en esta fase. Por otro lado, E7 se une a p107, a la ciclina A y a pRb, que regula la progresión del ciclo celular de la fase G1 a la fase S aboliendo su función normal, perdiendo así un factor regulador importante en la proliferación celular y estimulando la producción de la maquinaria replicativa de la célula en la ausencia de una progresión normal de G1 a S. (Bonn et al, 1998). Este fenómeno es diferente según el tipo de VPH que haya infectado la célula: en general los productos de E6/E7 de VPH de alto riesgo se unen a estas proteínas celulares de manera más eficiente que los VPH de bajo riesgo. (Shah, 1997). Muy interesante resulta el hallazgo de que en humanos la proteína E6 puede degradar preferencialmente a la proteína p53 que presente una arginina en la posición 72. Esto quiere decir que una persona homocigota para p53-Arg, con factores de riesgo iguales a alguienque no lo sea tiene un riesgo 7 veces mayor de Selene Yazmin Contreras Landeros 12 desarrollar carcinomas de cérvix asociados a VPH. E5 es otro gen transformador del virus y actúa de manera diferente, estimulando la progresión de la célula y regulando positivamente los receptores de factores de crecimiento epidérmico, que son esenciales para que el queratinocito pase la fase G1 del ciclo. Al aumentar esta actividad la célula es hiperestimulada a pasar a la fase S del ciclo con el riesgo de llevar daños cromosomales no reparados (McCance, 1998). Todo lo anterior va a influenciar finalmente la evolución de la infección al inmortalizar las células epiteliales llevándolas a una inestabilidad genética que les permite adquirir una acumulación gradual de cambios celulares específicos, requeridos para la tumorigénesis y que van a reflejar el largo período de tiempo que se describe entre el inicio de la infección y la aparición de lesiones invasivas del cérvix (Kurman, 1992; Zur Hausen, 1998). Se ha encontrado también que E6 y E7 son activamente transcritos en el cáncer cervical, lo que sugiere que se requiere la expresión permanente y no regulada de estos genes para mantener el fenotipo transformado. (Kurman, 1994). La infección del tracto genital por VPH puede inicialmente resultar en una lesión de bajo grado o NIC 1 (Neoplasia Intraepitelial Cervical grado 1). Estas lesiones exhiben patrones de diferenciación medianamente alterados y muchas de ellas son “limpiadas” por el sistema inmune en menos de un año. El mecanismo por el cual la respuesta inmune celular elimina las infecciones causadas por VPH aún no es claramente entendido. Algunas de estas lesiones, sin embargo, no son eliminadas por el sistema inmune y pueden persistir por períodos tan largos como décadas. (Longworth et al, 2004). RESPUESTA INMUNE CONTRA EL VPH Desde el punto de vista de la evolución microbiológica, los virus del papiloma son muy exitosos agentes infecciosos. Para lograr este estilo de vida exitoso, el virus del papiloma humano o bien, debe evitar o negociar los poderosos sistemas de defensa inmunológico del hospedero. La defensa del individuo consiste en una asociación entre la inmunidad innata (fagocitos, proteínas solubles como citocinas, el complemento y barreras epiteliales) junto con la inmunidad adaptativa (anticuerpos y células efectoras citotóxicas). (Stanley, 2009), Figura 4. Selene Yazmin Contreras Landeros 13 En términos simples, el sistema inmune innato detecta el patógeno y actúa como primera línea de defensa eliminando cerca del 90% de los ataques microbianos. La inmunidad innata no tiene memoria específica pero crucialmente activa una apropiada respuesta inmune adaptativa que genera una respuesta efectora de gran especificidad. De tal forma que la respuesta adaptativa humoral mediada por anticuerpos logra eliminar partículas virales libres de los fluidos del cuerpo y puede prevenir una reinfección por virus, por otro lado la respuesta adaptativa mediada por células es esencial para eliminar células infectadas por virus. (Stanley, 2009). Figura 4. Figura 4. Inmunidad innata y adaptativa. Los mecanismos de la inmunidad innata constituyen la primera barrera defensiva contra la infección. Las respuestas inmunitarias adaptativas se desarrollan después y consisten en la activación de los linfocitos T y B. (Tomado de Abbas et al, 2008) La inmunidad innata es alertada por daño, estrés o muerte celular, fenómeno que activa los sensores de la inmunidad innata como receptores tipo Toll manifestados por la inflamación. En el proceso inflamatorio las células efectoras de la inmunidad innata son reclutadas y las células del parénquima y fagocitos son activados para secretar citocinas inflamatorias y otras moléculas de defensa que reclutan más efectores citotóxicos en el foco inflamatorio. Crucialmente las células dendríticas en la periferia son activadas para poner en marcha la respuesta inmune adaptativa por presentación del antígeno a células T vírgenes en los nódulos linfáticos. (Medzhitov et al, 1997). Figura 5. Selene Yazmin Contreras Landeros 14 Figura 5. Activación de la respuesta inmune adaptativa. Las células detríticas son células presentadoras de antígeno que al activarse mediante el reconocimiento de un patógeno, son transportadas desde el tejido infectado a los ganglios linfáticos, junto con su antígeno para entrar en los tejidos linfoides secundarios, en los cuales inician la respuesta inmune adaptativa. (Tomado de http://epidemiologiamolecular.com/01/10/2010/inmunidad-adaptativa-frente-a-agentes-infecciosos) El exclusivo ciclo de vida intra-epitelial de los VPH es crucial para comprender la respuesta inmune del hospedero. Este ciclo de vida intra-epitelial tiene algunos aspectos clave que impactan sobre el reconocimiento y respuesta del sistema inmune de los individuos a los VPH. Primeramente la no inflamación acompañada de la infección viral que por lo tanto no genera ninguna señal de peligro para alertar a los sensores de la inmunidad innata. (Stanley, 2009) Los VPH son virus no líticos, su ciclo de vida es llevado a cabo en el queratinocito, una célula destinada a morir por causas naturales y un alto nivel de replicación y ensamblaje viral que ocurre en queratinocitos diferenciados, en segundo lugar, aunque los VPH parecen ser capaces de unirse y entrar a otras células, la expresión génica Selene Yazmin Contreras Landeros 15 viral y la síntesis de proteínas son confinadas a los queratinocitos. Por lo tanto no hay síntesis de proteínas virales en células presentadoras de antígenos. Además como se ha mencionado el VPH infecta vía microabrasiones que dejan la lámina basal intacta y se eliminan en superficies mucosas o cutáneas, lejos de canales vasculares, de tal manera que es pobre el acceso a los nódulos linfáticos donde la respuesta inmune adaptativa es iniciada. (Stanley, 2009). En vista de estos impedimentos resulta difícil que exista una respuesta inmune contra el VPH, sin embargo grandes evidencias muestran que sí la hay. Estudios histológicos de regresión de verrugas genitales revela un largo infiltrado dentro del estroma y epitelio de la verruga de células T (CD4+ y CD8+) y macrófagos. (Coleman et al, 1994). La infiltración de linfocitos expresa la activación de marcadores en el medio dominados por citocinas proinflamatorias como IL-12, TNFα e IFNγ, (Stanley et al, 2006) lo cual ocasiona una sobre-regulación de moléculas de adhesión requeridas para el tráfico de los linfocitos en el endotelio de los capilares de las verrugas. Estos efectos son característicos de la respuesta inmune mediada por células Th1. (Coleman et al, 1994). La mayoría de las infecciones por VPH son eliminadas por el sistema inmune, sin embargo si la respuesta inmune falla al eliminar o controlar la infección a continuación una infección persistente promoverá altos niveles de ADN de VPH de alto riesgo lo cual permite que los individuos tengan mayor probabilidad de progresión hacia una neoplasia cervical de alto grado (NIC 2/3) y carcinoma invasivo. (Moscicki et al, 2006; Liaw et al, 2001). SISTEMA INMUNE Y CÁNCER CÉRVICO UTERINO (CaCu) Las células tumorales han desarrollado durante su generación múltiples mecanismos inmunosupresores con el propósito de evadir el reconocimiento inmune o desactivar los mecanismos efectores de células T anti-tumorales. Dichos mecanismos incluyen alteraciones en la presentación antigénica, defectos en señales intracelulares de células T, incremento de la secreción de factores inmunosupresores, activación de vías de señalización inhibitorias en células del sistema inmune y reclutamiento selectivo de poblaciones reguladoras. En conjunto estos mecanismos se combinan en estados Selene Yazmin Contreras Landeros 16 avanzados del cáncer, limitando la capacidad delsistema inmune de contrarrestar el crecimiento del tumor. (Rabinovich et al, 2007). Evidencias recientes han confirmado la hipótesis de que los tumores pueden alterar la inmunidad antitumoral promoviendo la expansión, el reclutamiento y la activación de distintas poblaciones de linfocitos T reguladores (Treg) (Sakaguchi, 2004; Zou, 2005). Los linfocitos T reguladores naturales (nTreg) expresan, desde su diferenciación en el timo, el patrón de expresión CD4+, CD25+ y FoxP3+. Esta población de linfocitos suprimen respuestas de linfocitos T efectores (CD4+ y CD8+) in vivo (Curiel et al, 2004, Horwitz et al, 2008). Se ha encontrado la presencia de Treg en el microambiente tumoral de pacientes con cáncer ovárico y de mama (Liyanage et al, 2002; Curiel et al, 2004) y se relaciona la acción inmunosupresora de estas células con la progresión tumoral y la resistencia a la quimioterapia (Okita et al, 2005; Leong et al, 2006) observándose una población agrandada de Treg en sangre periférica de pacientes con diferentes tipos de cáncer. (Woo et al, 2001; Ormandy et al, 2005, Hiraoka et al, 2006). Las células Treg pueden estar involucradas en el fracaso del sistema inmune para controlar el desarrollo de cáncer inducido por VPH. Se ha investigado la frecuencia, fenotipo y actividad de las células Treg en pacientes con NIC y con cáncer cervical y mostraron frecuencias celulares aumentadas de CD4+/CD25+ en sangre periférica, así como baja expresión de IFN-γ y alta expresión de CTLA-4 y FoxP3. Estas frecuencias aumentadas en las células Treg en las pacientes con cáncer cervical pueden suprimir la inmunidad específica a VPH. (Visser et al, 2007) Los antecedentes mencionados sugieren que la presencia de VPH en el desarrollo del cáncer cérvico uterino se relaciona con la falla en la respuesta inmune mediada por linfocitos T auxiliares tipo Th1, por linfocitos T citotóxicos y por la inducción de linfocitos T reguladores antígeno-específicos, su influjo en el tumor y nódulos linfáticos de pacientes con CaCu avanzado (Visser et al, 2007; Molling et al, 2007; Nakamura et al, 2007; Piersma et al, 2007). Selene Yazmin Contreras Landeros 17 Lo cual ha sugerido que durante el desarrollo de la enfermedad se genera tolerancia inmunológica hacia el tumor, con la concomitante aparición de células inmunosupresoras. Recientemente se ha estipulado que las Células Estromales Mesenquimales (CEMs), dispuestas en el nicho tumoral pueden ser uno de los candidatos importantes en generar directa e indirectamente supresión de la respuesta inmune, debido a que éstas se caracterizan por tener per se actividad inmunosupresora de la respuesta inmune y por su capacidad de inducir, reclutar y mantener la función reguladora de linfocitos Tregs (Pittenger et al, 1999; Dominici et al, 2006; Prevosto et al, 2007; Di Ianni et al, 2008). CÉLULAS ESTROMALES MESENQUIMALES (CEMs) Las CEMs representan una población heterogénea de células multipotentes de morfología fibroblastoide, que tienen la capacidad de diferenciarse en múltiples linajes, con propiedades benéficas en los procesos regenerativos e inmunomodulatorios. (Giordano et al, 2007). En el año 2006, la Sociedad Internacional de Terapia Celular o ISCT propuso tres criterios fundamentales para definir a las CEMs: primero, adherencia al plástico bajo condiciones de cultivo; segundo, expresión de los antígenos CD73, CD90 y CD105 en ausencia de antígenos hematopoyéticos como CD34, CD45, marcadores de monocitos, macrófagos y linfocitos B; y tercero, capacidad de diferenciación in vitro en osteocitos, adipocitos y condrocitos bajo condiciones estándar de cultivo (Páez et al, 2007) Figura 6. Figura 6. Diferenciación de las Células Estromales Mesenquimales hacia osteocitos, adipocitos y condrocitos. (Tomado de http://stemcells-research.net/2011/07/11/human-mesenchymal-stem-cells/). http://stemcells-research.net/2011/07/11/human-mesenchymal-stem-cells/ Selene Yazmin Contreras Landeros 18 Las CEMs expresan Complejo Principal de Histocompatibilidad clase 1 (CPH-I) pero no expresan moléculas CPH-II, B7-1, B7-2, CD40, o CD40L. Además, estas células secretan citocinas y moléculas reguladoras que juegan un papel importante en la proliferación y maduración de células madre hematopoyéticas (Aggarwal et al, 2005; Locatelli et al, 2007). Debido a las características que presentan las CEMs, como son: su plasticidad, la secreción de citocinas y su baja inmunogenicidad, las hacen candidatas para terapia celular e ingeniería celular (Cárcamo et al, 2008). Las propiedades inmunosupresoras de las CEMs han sido documentadas con muchos estudios que enfocan su utilidad en sus efectos en un trasplante (Le Blanc et al, 2005; Ringden et al, 2006; Brooke et al, 2007), debido a que las CEMs obtenidas de médula ósea de humanos, mandriles y ratones han demostrado disminuir la respuesta inmune de los linfocitos en ensayos in vitro e in vivo (Bartholomew et al, 2002; Djouad et al, 2003). Se han encontrado varios mecanismos para explicar estos posibles efectos como son la secreción de factores anti-inflamatorios, citocinas, (Rasmusson, 2006), modulación del desarrollo celular (Aggarwal et al, 2005; Jiang et al, 2005), la supresión de linfocitos T efectores (Potian et al, 2003; Rasmusson et al, 2003) y el aumento de células T reguladoras. (Bernardo et al, 2007) Las CEMs suprimen la proliferación de células T in vitro, aún bajo condiciones de estímulo ya sea en presencia de mitógenos, aloantígenos o anticuerpos tales como anti-CD3 y anti-CD28 (Rasmusson et al, 2003; Prevosto et al, 2007; Di Ianni et al, 2008), y se ha visto que la proliferación de linfocitos T citotóxicos puede ser suprimida de manera Complejo Principal de Histocompatibilidad (CPH) independiente, traspasando la barrera entre especies (Djouad et al, 2003). Las CEMs pueden inhibir la activación de linfocitos T citotóxicos, aloantígeno específicos estando presentes en un radio más grande que el de células efectoras, en un radio más bajo éstas pueden decrementar o incrementar la actividad aloantígeno específica mediada por linfocitos T citotóxicos (Locatelli et al, 2007). Durante la maduración de células dendríticas, las CEMs pueden inhibir la expresión de moléculas involucradas en la presentación de antígenos como CD1a, CD40, CD80, CD86 y HLA-DR, fenómeno mediado por la Selene Yazmin Contreras Landeros 19 producción de citocinas, en particular Factor de Crecimiento de Hepatocitos (HGF) y Factor de Crecimiento Transformante (TGF-β1), pero no por la inducción de apoptosis (Arévalo et al, 2007). Por otro lado, evidencias han mostrado que las CEMs juegan un papel importante en la patogénesis y progresión del comportamiento tumoral afectado por el compartimiento del estroma como puede ser la matriz extracelular, vasos sanguíneos, tejido conectivo, células del sistema inmune que dinámicamente están interligadas con el parénquima del tumor. (Li et al, 2006; Valtieri et al, 2008) Estudios demuestran que las CEMs favorecen el crecimiento tumoral in vivo (Djouad et al, 2003; Zhu et al, 2006). También se ha reportado que CEMs o células parecidas a éstas, pueden ser aisladas de varios tumores, como linfomas, sarcomas de médula ósea (Cao et al, 2009) y CaCu (Montesinos et al, 2009). Con base en evidencias recientes, se ha encontrado que las CEMs pueden ser uno de los tipos celulares implicados, en la inducción de poblaciones de linfocitos T reguladores (Pittenger et al, 1999; Dominici et al, 2006; Prevosto et al, 2007; Di Ianni et al, 2008), el implante, la metástasis y supresión de la respuesta inmune en tumores malignos. (Yen et al, 2008). En co-cultivos de células T y CEMs, la producción de FoxP3 aumenta mientras que la de CD127 disminuye, lo cual indica que las CEMs regulan el fenotipo (CD4+ CD25+ FoxP3+ CTLA-4+) y función de las células Tregs (DiIanni et al, 2008). Recientemente se ha logrado obtener y caracterizar CEMs de tejidos normales de cuello uterino y de tumores avanzados de Cáncer Cérvico Uterino. En estudios previos se ha encontrado que las CEMs obtenidas de tumores malignos de cuello uterino, al cultivarlas en contacto con linfocitos heterólogos de donadores normales, se favorece la inducción de poblaciones de linfocitos T regs CD4+ CD25+ FoxP3+ CTLA-4+ (Montesinos et al, 2009). Estudios muestran que durante el desarrollo de tumores se llegan a perder los contactos existentes entre células, lo cual puede contribuir a aumentar las capacidades migratorias y de metástasis de algunas células. Además de la expresión de citocinas como TGF-β pueden contribuir a la interacción de células estromales y células malignas Selene Yazmin Contreras Landeros 20 en el microambiente tumoral (Turley et al, 2008). En algunos estudios se ha demostrado que las CEMs provenientes de médula ósea contribuyen en el microambiente tumoral influenciando el crecimiento y la progresión de tumor (Nakamura et al, 2004; Hung et al, 2005; Nakamizo et al, 2005). Existe evidencia experimental de que las CEMs migran hacia sitios de formación del tumor y se incorporan dentro del microambiente tumoral, se ha propuesto que las propiedades inmunosupresoras de las CEMs permiten la proliferación de las células del tumor y la estimulación de la formación de vasos sanguíneos (Zhu et al, 2006) Lo anterior es complementado por varios autores inicialmente por Studeny et al, 2002 que, en un modelo in vivo de ratones, al inyectar CEMs humanas marcadas con proteína verde fluorescente mostró su migración hacia tumores de melanoma implantados. Posteriormente Djouad et al, 2003 encontró que el co-trasplante de CEMs con células de melanoma en ratones favorece el establecimiento y rápido crecimiento del tumor, resultado que persiste aún cuando éstas son trasplantadas a un sitio distante del tumor, investigaciones del mismo equipo de trabajo, muestran que la presencia de CEMs facilita el crecimiento del tumor pero no tiene efecto en la metástasis, mientras que Karnoub et al, 2007 encontró que cuando se administran CEMs y células tumorales se incrementa el potencial metastásico. Los mecanismos precisos por los cuales las CEMs inmunosuprimen, aún no son claros. La supresión de la proliferación de las células T estimuladas por linfocitos alogénicos, células dendríticas y mitógenos, como concavalina A o fitohemaglutinina ha sido bien documentada (Barry et al, 2004). Tanto la vía contacto célula-célula (Beyth et al, 2005) como la actividad de factores solubles también mostraron estar involucrados en este proceso (Di Nicola et al, 2002; Tse et al, 2003). Por otra parte han sido reportados datos que sugieren que la actividad inmunosupresiva de las CEMs no está asociada con la secreción de HGF o TGF-β1 (Tse et al, 2003; Beyth et al, 2005) y que la supresión inmune al menos en parte, se debe a la generación de células Tregs CD8+. (Djouad et al, 2003). Otro mecanismo que también ha sido postulado es que el mecanismo inmunosupresivo de las CEMs está basado en la actividad de la Indoleamin 2,3-Dioxigenasa (IDO) la cual Selene Yazmin Contreras Landeros 21 impide la síntesis de proteínas mediante la depleción de aminoácidos esenciales del triptófano (Meisel et al, 2004). Más recientemente, ha sido reportado que las CEMs inhiben la proliferación de células T a través del impedimento de la división celular (Glennie et al, 2005). En otro estudio se muestra que las CEMs alteran el perfil de secreción de varios componentes celulares de la respuesta inmune para inducir un fenotipo antiinflamatorio o tolerante, con un incremento en la secreción de Interleucina- 10 (IL-10) e IL-4 y un decremento en la producción del factor de necrosis tumoral-α (TNF-α) e Interferón-γ (IFN-γ) (Aggarwal et al, 2005). Finalmente ha sido postulado que las CEMs actúan suprimiendo la diferenciación de monocitos en células dendríticas maduras perjudicando la estimulación de células T (Beyth et al, 2005; Jiang et al, 2005). Diversos estudios han proveído datos que muestran efectos promotores y supresores de las CEMs en la progresión de tumores, datos que permanecen en pruebas debido a la gran complejidad de los procesos de crecimiento del tumor. Estas investigaciones son imprescindibles para describir eficientemente los efectos mediados por CEMs en el comportamiento del tumor con el fin de proveer un conocimiento más amplio para el empleo de CEMs en un contexto terapéutico. Selene Yazmin Contreras Landeros 22 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Y JUSTIFICACIÓN El Cáncer Cérvico Uterino (CaCu) es un problema importante de salud pública, ya que constituye una de las principales causas de mortalidad entre las mujeres mexicanas con cáncer. Cada año se diagnostican alrededor de 11,000 casos nuevos de CaCu invasor en nuestro país (INEGI, 2008). La mayoría de las pacientes ingresan con enfermedad avanzada, con un mal pronóstico y representan una enorme pérdida de recursos humanos y económicos. Esta enfermedad se encuentra fuertemente asociada (cercana al 100%) con la infección por el Virus de Papiloma Humano (VPH) de alto riesgo, en donde VPH-16 es el tipo de papiloma carcinogénico más comúnmente encontrado en los tumores de cuello uterino a nivel mundial (Walboomers et al, 1999). La presencia de VPH en este tipo de cáncer genital, también se relaciona con la falla en la respuesta inmune mediada por linfocitos T auxiliares tipo Th1 y por linfocitos T citotóxicos; así como por la inducción de linfocitos T reguladores antígeno-específicos y su influjo en el tumor y nódulos linfáticos de pacientes con CaCu avanzado (Visser et al, 2007; Molling et al, 2007; Nakamura et al, 2007; Piersma et al, 2007). Estas evidencias han sugerido que durante el desarrollo de la enfermedad se genera tolerancia inmunológica hacia el tumor, con la concomitante aparición de células inmunosupresoras. Se ha postulado que las Células Estromales Mesenquimales (CEMs) participan en la generación de linfocitos T reguladores en los tumores, debido a que éstas se caracterizan por tener per se actividad inmunosupresora de la respuesta inmune y por su capacidad de inducir, reclutar y mantener la función reguladora de linfocitos T reguladores (Pittenger et al, 1999; Dominici et al, 2006; Prevosto et al, 2007; Di Ianni et al, 2008). Recientemente nuestro grupo de investigación ha logrado obtener y caracterizar CEMs de tejidos normales de cuello uterino y de tumores avanzados de CaCu. En estudios previos in vitro, se ha encontrado que las CEMs obtenidas de tejidos tumorales cervicales, al ponerlas en contacto con linfocitos heterólogos de donadores normales, se favorece la inducción de poblaciones de linfocitos T reguladores CD4+ CD25+ Foxp3+ CTLA-4+, así como la inhibición de la proliferación de linfocitos T CD8+. Tomando en consideración la capacidad inmunosupresora de las CEMs, en este trabajo se planteó analizar el efecto de CEMs derivadas de tejidos cervicales tumorales (CEM- CaCu) en la supresión in vivo de la respuesta inmune antitumoral en ratones de la cepa Selene Yazmin Contreras Landeros 23 C57BL/6. Encontrándose una importante actividad inmunosupresora de la respuesta inmune antitumoral, así como la inducción de linfocitos T reguladores en el sitio tumoral. Los resultados de este estudio son de gran relevancia y postulan a las CEMs como blancos potenciales para inhibir su actividad supresora y establecer estrategias terapéuticas encaminadas a favorecer la respuesta inmune específica contra células tumorales. Selene Yazmin Contreras Landeros 24 HIPÓTESIS Las CEMs se caracterizan por tener capacidad inmunosupresora al inhibir una amplia variedad de células del sistema inmune, incluyendolinfocitos B, células dendríticas y células asesinas naturales, así como la activación y proliferación de linfocitos T vírgenes e incluso de memoria específica a un péptido antigénico (Di Nicola et al, 2002; Krampera et al, 2003; Plumas et al, 2005; Zappia et al, 2005; Rutella et al, 2006; Corcione et al, 2006; Sotiropoulou et al, 2006). Recientemente se ha reportado que las CEMs son capaces de favorecer el implante, crecimiento y metástasis de tumores malignos en sistemas singénicos, heterólogos e incluso xenogénicos, debido a que son toleradas por la baja expresión de moléculas del Complejo Principal de Histocompatibilidad en su membrana celular (Djouad et al, 2003; Karnoub et al, 2007). Además se sabe que participan en la inducción y reclutamiento de Tregs (Pittenger et al, 1999; Dominici et al, 2006; Prevosto et al, 2007, Di Ianni et al, 2008). Por tanto, en un modelo in vivo de ratones de la cepa C57BL/6, en condiciones de protección inmunológica previa con el péptido antigénico RAHYNIVTF de la proteína E7 de VPH- 16, al inocular células tumorales TC-1 (positivas a la expresión de las proteínas E6 y E7 de VPH-16) junto con CEMs derivadas de tumores de cáncer cérvico-uterino, se espera que la actividad efectora de linfocitos T citotóxicos específicos sea suprimida y en consecuencia se favorezca el crecimiento tumoral, con la concomitante infiltración de CEMs y células T reguladoras en los tumores inducidos. Selene Yazmin Contreras Landeros 25 OBJETIVOS Objetivo general Analizar la participación de Células Estromales Mesenquimales derivadas de tumores malignos de cuello uterino (CEMs-CaCu) en la supresión de la respuesta inmune antitumoral en ratones de la cepa C57BL/6. Objetivos específicos 1) Analizar la participación de CEMs-CaCu en el crecimiento tumoral en ratones con y sin previa inmunización antígeno específica. 2) Evaluar la generación de linfocitos T antígeno específicos en ratones con inmunización previa bajo presencia y ausencia de CEMs-CaCu. 3) Analizar las poblaciones de linfocitos T infiltradas en los tumores inducidos 4) Analizar la migración de CEMs-CaCu en los tumores inducidos. Selene Yazmin Contreras Landeros 26 MATERIALES Y MÉTODOS. Ratones Para la inducción de tumores se emplearon 10 grupos de 6 ratones hembra cada uno de la cepa C57BL/6 (Haplotipo H2-Db ) de 6-8 semanas de edad, se mantuvieron en condiciones estándar de bioterio, con alimento y agua, conforme a la Norma Oficial Mexicana NOM-062-ZOO-1999, Diario Oficial de la Federación, 22 de agosto de 2001. Cultivos celulares. Para inducir tumores en los ratones C57BL/6, se utilizaron células tumorales TC-1 derivadas de un carcinoma de pulmón de ratón las cuales expresan de manera permanente los genes E6 y E7 de VPH-16 junto con el gen Ras, además de ser histocompatibles a este modelo de ratón por presentar moléculas H-2D. Estas células fueron cultivadas con medio de cultivo RPMI 1640 (Sigma, USA) suplementado con suero fetal de bovino (SFB) GibcoBRL (Life Technologies, USA) al 10%. También se emplearon estirpes de CEMs (humanas), las cuales fueron previamente obtenidas de Médula Ósea Normal (CEMs-MON), Cérvix Normal (CEMs-CNOR) y con Cáncer Cérvico Uterino (CEMs-CaCu). Estas estirpes celulares fueron proporcionadas por el Laboratorio de Células Troncales Mesenquimales a cargo del Dr. Juan José Montesinos Montesinos, en la Unidad de Investigación Médica en Enfermedades Oncológicas, Hospital de Oncología, CMN SXXI. Todas las estirpes de CEMs utilizadas en este proyecto han sido caracterizadas bajo los criterios mínimos establecidos por la Sociedad Internacional de Terapia Celular, para definir a las CEMs (Dominici et al, 2006) y que consisten en: ser adherentes en condiciones estándar de cultivo; expresan los marcadores CD105, CD73 y CD90 y carecen de los marcadores de superficie CD45, CD34, CD14/CD11b, CD79a/CD19 y HLA-DR en la membrana celular; y finalmente han sido caracterizadas por su capacidad de diferenciarse a osteoblastos, adipocitos y condrocitos. Las CEMs fueron cultivadas con medio de cultivo consistente en DMEM bajo en glucosa GibcoBRL (Life Technologies, USA) suplementado con suero fetal de bovino GibcoBRL (Life Technologies, USA) al 15%. Antes de ser inoculadas, todas las células fueron cultivadas en condiciones de esterilidad y mantenidas bajo condiciones Selene Yazmin Contreras Landeros 27 reguladas en una incubadora (Forma Scientific ) a 37°C con 5% de CO2 y humedad saturante. Previo a la inoculación, las CEMs se marcaron con DAPI 50µg/ml de la siguiente manera: las células fueron incubadas con 50µg/ml DAPI 4',6-diamidino-2-phenylindole (Sigma, USA) por 1.5 horas a 37ºC en oscuridad. Posteriormente se realizaron dos lavados con PBS y fueron inoculadas a los ratones. Inmunización e inoculación de células para la inducción de tumores Para inducir protección inmunológica en los ratones C57BL/6, se emplearon 5 grupos de 6 ratones cada uno y fueron inmunizados con tres dosis de péptido RAHYNIVTF (derivado de la proteína E7 de VPH16) (Invitrogen, CA, USA) de 100µg cada una, vía cavidad peritoneal. El péptido fue aplicado disuelto en PBS (Solución Salina de Fosfatos) y emulsionado con adyuvante completo de Freund (Sigma, USA) en proporción 1:1 para la primera dosis, en las dos dosis subsecuentes se utilizaron 100µg del péptido emulsionado con adyuvante incompleto de Freund (Sigma, USA) en proporción 1:1, el tiempo transcurrido entre cada inmunización fue de 10 días. El volumen total de antígeno y adyuvante fue de 100µL. Los cinco grupos de ratones sin protección inmunológica y los cinco grupos que recibieron previamente protección inmunológica con el péptido RAHYNIVTF, fueron tratados 10 días después, con las células tumorales TC-1 y CEMs marcadas con DAPI, de la siguiente manera. TRATAMIENTOS NO INMUNIZADOS INMUNIZADOS CON PÉPTIDO RAHYNIVTF TC-1:CEMs TC-1:CEMs 0:0 0:0 (-) 100,000:0 100,000:0 CEMs-MON 100,000:100,000 100,000:100,000 CEMs-CNOR 100,000:100,000 100,000:100,000 CEMs-CaCu 100,000:100,000 100,000:100,000 Los ratones recibieron un refuerzo de 100,000 células tumorales TC-1 10 días después de iniciado el tratamiento. Selene Yazmin Contreras Landeros 28 Medición de tumores El tamaño de los tumores fue evaluado cada tercer día, durante 43 días posterior a la aplicación del refuerzo de células tumorales. El volumen del tumor fue calculado en cada momento tras medir el largo y ancho del tumor con ayuda de un vernier y aplicando la siguiente fórmula V= (R1*R22)/2, donde R1 y R2 son los valores obtenidos a partir de la medición perpendicular del tumor (Paz et al, 2009). Determinación de linfocitos T antígeno específicos Con la finalidad de evaluar la inducción de linfocitos T citotóxicos específicos en los ratones inmunizados, así como la influencia de las CEMs sobre su actividad funcional, se analizó su presencia en el bazo en el momento en que se inicio el crecimiento tumoral en los ratones. Por tal motivo, se extrajo de cada uno de los tratamientos, el bazo de un ratón tratado al día 10 y 15 después de finalizados los tratamientos con células tumorales TC-1 y CEMs en ratones con inmunización previa. Los bazos fueron colocados en una caja petri de 50mm X 15mm (Corning, USA) con 3ml de PBS sobre una organza estéril, para obtener los linfocitos mediante presión con un émbolo. Las células obtenidas de los macerados fueron tratadas con 5 ml de buffer de lisis para eritrocitos y posteriormente se realizaron 2 lavados con PBS para obtener el botón celular. Se realizó conteo celular con azul de tripano para observar viabilidad celular. Posteriormente, en una placa de 96 pozos de fondo U (Corning, NY, USA) se colocaron 1.5 millones de células de bazo en un volumen de 100µl con PBS+SFB-2% de cada muestra por pozo. Despuésde 1 lavado con PBS, las células fueron resuspendidas en 50µl de PBS+SFB-2% y posteriormente se agregó 1µg de moléculas pentámericas marcadas con ficoeritrina (PE) (Proinmune, U.K), constituido por 5 moléculas H-2Db asociadas al péptido RAHYNIVTF. Después de resuspender, se dejó a temperatura ambiente 20min en oscuridad. A continuación se realizó un lavado con PBS+SFB 2% y se adicionó 1µg de anticuerpo contra CD8+ (Aloficocianina, (APC) (R&D Systems, MN) y CD19+ (FITC) (Invitrogen, USA) en 50µl de PBS+SFB 2%. Como controles, se utilizaron células de bazo de ratones sin inmunización previa. Finalmente las muestras fueron analizadas en el equipo FACS-ARIA (BD-USA). Selene Yazmin Contreras Landeros 29 Obtención de tumores Al finalizar 43 días del seguimiento en los diferentes grupos, los ratones fueron sacrificados y los tumores de los diferentes tratamientos fueron extraidos y fragmentados en dos porciones: una fue colocada en paraformaldehido al 4% con PBS para su posterior tratamiento para la realización de las tinciones inmunohistoquímicas; y la otra parte fue empleada para realizar cultivo celular y fijación de CEMs. Inmunohistoquímicas Todas las muestras de los tumores fueron examinados por el método de avidina- biotina-peroxidasa. Para su procesamiento, los tejidos fueron sometidos a cambios de diferentes porcentajes de alcohol (50-100%) para ser deshidratados y posteriormente en xilol para poder ser incluidos en parafina. Posteriormente, con ayuda de un micrótomo (Leica, USA) se realizaron cortes histológicos de 3µm de grosor y se colocaron en laminillas previamente tratadas con acetona y silano. Los tejidos dispuestos en las laminillas se desparafinaron y fueron tratados con diferentes concentraciones de alcoholes (100-70%) para ser rehidratados, posteriormente se realizó una recuperación antigénica por tratamiento con citrato de sodio (o.o1M, pH 6.0), por 20 min en baño maría a 90ºC. En seguida se eliminó la peroxidasa endógena con metanol y peróxido de hidrogeno (MetOH/H2O2) al 3% por 10 minutos, esta operación se llevó a cabo 3 veces. Se bloqueó la unión no especifica de los anticuerpos, incubando las muestras con suero normal de cerdo al 0.2% por 1hora en cámara húmeda, y se procedió a emplear el kit avidina-biotina (Vector Laboratories, Inc), por 15min en cámara húmeda, para amplificar la reacción. A continuación se procedió a incubar las muestras de manera independiente con anticuerpos cabra anti-ratón con especificidad hacía linfocitos CD8+, FoxP3 (Santa Cruz Biotechnology, CA, USA), CD25+, (R&D Systems, MN) y conejo anti ratón con especificidad hacía linfocitos CD4+ (Novus Biologicals, LLC) en una dilución 1:500, 1:50, 1:200 y 1:50 respectivamente durante toda la noche. Posteriormente se realizaron 5 lavados con PBS y se procedió a incubar por 30min con anticuerpo secundario conjugado a biotina conejo anti-cabra (Santa Cruz Biotechnology, CA, USA) y equino anti-conejo (Santa Cruz Biotechnology, CA, USA) según la fuente del anticuerpo Selene Yazmin Contreras Landeros 30 primario correspondiente, en seguida se incubó con el complejo estreptavidina marcado con peroxidasa de rábano por 30min en cámara húmeda, (universal LSAB+ KIT/HRP, DAKO Cytomation) y finalmente el color se generó mediante la adición del substrato cromógeno denominado Diamino Benzidina (DAB), durante el tiempo requerido de cada marcador con respecto al control de isotipo. La reacción se detuvo con agua, y para finalizar el ensayo, los cortes de tejidos fueron contrateñidos con hematoxilina para diferenciar el núcleo y citoplasma celular. Las muestras fueron deshidratadas como se mencionó previamente. Las preparaciones fueron cubiertas con cubre objetos y resina para su preservación. Se emplearon controles negativos usando un isotipo control marcado con anticuerpo IgG normal de cabra o conejo de acuerdo al isotipo del anticuerpo primario (Santa Cruz Biotechnology, CA, USA). Los tejidos fueron digitalmente aumentados hasta 40x usando un sistema digital Aperio (Aperio Technologies, Inc., a Vista, Calif) Figura 7(A), el cual está complementado con un software Aperio ImageScope v11.0.2.716 el cual tiene la habilidad de identificar la tinción positiva mediante intensidad de pixeles en los tejidos y proporciona automáticamente un análisis numérico de las células teñidas por área total de los cortes. Figura 7(B) Cultivo y fijación de las CEMs infiltradas en tumores inducidos La segunda porción de tumor fue procesada en trozos muy pequeños y sembrados en una caja petri por explante y cultivadas con medio DMEM bajo en glucosa GibcoBRL (Life Technologies, USA) más el 15% de Suero Fetal Bovino (SFB) GibcoBRL (Life Technologies, USA) con cambios de medio de cultivo cada tercer día. Después de observar crecimiento celular en las cajas de cultivo, las células adheridas fueron lavadas con PBS y fijadas con paraformaldehido-PBS al 4%. A continuación se procedió a analizar la tinción específica de DAPI en las CEMs previamente marcadas, además de analizar la morfología correspondiente .a través de un microscopio de florescencia (Apotome , Zeiss, USA). Selene Yazmin Contreras Landeros 31 Figura 7. Análisis de la tinción positiva en tejidos obtenida mediante inmunohistoquímica. (A) Equipo Aperio Technologies, Inc., a Vista, Calif, integrado con un scanner y un PC equipado con el software Aperio ImageScope v11.0.2.716, (B). Digitalización y análisis de la tinción de células CD8+ (La presencia de CD8+ es determinada por el uso de un anticuerpo policlonal anti CD8+) de un tejido tumoral de ratón, se observa tinción positiva específica color marrón y también se presenta un tejido control que no muestra esta tinción, se obtienen acercamientos de 40X. Análisis estadístico La prueba de Kruskal-Wallis fue empleada para hacer la comparación entre los datos de volumen tumoral de los diferentes grupos tratados La significancia fue determinada como P<0.05. (A) Análisis software (B) Scanner Selene Yazmin Contreras Landeros 32 RESULTADOS Participación de las CEMs en el crecimiento tumoral en ratones de la cepa C57BL/6 sin protección inmunológica. El crecimiento de las células tumorales es afectado por varios elementos que conforman el estroma tumoral, dentro de los cuales se encuentran: la matriz extracelular, los vasos sanguíneos, el tejido conectivo, las células de la respuesta inmune y las CEMs, que dinámicamente interaccionan con el parénquima del tumor (células tumorales) (Li et al, 2006; Valtieri et al, 2008; Hu et al, 2008, Joyce et al, 2009.). Las CEMs se comunican con las células tumorales a través de contacto directo y a través de mecanismos de señalización paracrina mediada por la secreción de factores solubles tales como citocinas, quimiocinas y factores de crecimiento. Las interacciones entre las células tumorales y células que componen el estroma regulan el crecimiento, la invasión, la metástasis y la angiogénesis tumoral (Karnoub et al, 2007; Hwang et al, 2008; Studebaker et al, 2008). Varios de estos estudios, basados en el uso de CEMs derivadas de médula ósea, han mostrado que las CEMs inoculadas en animales, juegan un papel importante en la patogénesis y progresión del tumor, así como en la supresión de la respuesta inmune para favorecer el implante y la progresión del mismo (Stagg, 2008). Sin embargo, resulta de gran relevancia el conocer si CEMs derivadas de tumores malignos también juegan un papel importante en la supresión de la respuesta inmune antitumoral. Por tal razón, en el presente estudio analizamos el papel de tres diferentes estirpes celulares de CEMs humanas: medula ósea normal (CEMs- MON), tejido cervical normal (CEMs-CNOR) y tejido cervical tumoral (CEMs-CaCu) en el desarrollo tumoral inducido por células tumorales TC-1 en ratones de la cepa C57BL/6, tantoen condiciones normales como con previa protección inmunológica con el péptido antigénico RAHYNIVTF derivado de la proteína E7 de VPH-16. Cabe mencionar que las estirpes de CEMs fueron previamente caracterizadas con base en los criterios mínimos establecidos por la Sociedad Internacional de Terapia Celular, que consisten en ser adherentes, tener los marcadores CD105, CD73 y CD90 y carecer de los marcadores de superficie CD45, CD34, CD14/CD11b, CD79a/CD19 y HLA-DR en la membrana celular; asimismo, por su capacidad de diferenciarse a osteoblastos, adipocitos y condroblastos (Montesinos et al, 2009). Asimismo, la inducción del Selene Yazmin Contreras Landeros 33 crecimiento tumoral, se realizó en ratones de la cepa C57BL/6 (haplotipo H2-Db), a los cuales se les inocularon células tumorales TC-1 (positivas a la expresión de las proteínas E6 y E7 de VPH-16), las cuales compartían el haplotipo H2-Db con la cepa de ratón. Para analizar el efecto de la co-inoculación de CEMs sobre el crecimiento tumoral, se establecieron 4 grupos de 6 ratones cada uno con los siguientes tratamientos: 1) TC-1+ CEMs-CaCu; 2) TC-1+CEMs-CNOR; 3) TC-1+CEMs-MON; y 4) Sólo células tumorales TC-1. Como se muestra en la Figura 8, después de la inoculación de las células TC-1 y CEMs en proporciones 1:1, las cinéticas de crecimiento tumoral en los grupos de ratones que recibieron CEMs junto con células tumorales TC-1, durante los 41 días de seguimiento no mostraron diferencias significativas respecto a la cinética de crecimiento tumoral en los ratones que recibieron únicamente células TC-1 (P>0.05). No obstante, al finalizar el tiempo de seguimiento, se observó que el tamaño promedio de los tumores en los animales que recibieron los tratamientos TC1+CEMs-CaCu y TC1+CEMs-CNOR (1.8-2.2cm3), tuvieron un tamaño promedio mayor al determinado en los ratones que fueron inoculados con CEMs-MON + TC-1 ó únicamente con células tumorales TC-1 (1.2-1.5cm3). Figura 8. Cinéticas de crecimiento tumoral en ratones C57BL/6 inoculados con células tumorales TC-1 y co-inoculados con TC-1 + CEMs bajo condiciones normales (sin protección inmunológica). 10 5 células TC-1 fueron inoculadas vía subdérmica en el dorso de un grupo de ratones en ausencia de CEMs (TC1), o en presencia de 10 5 CEMs derivadas de Medula Ósea Normal (TC1+CEMs-MON); de Cérvix Normal (TC1+CEMs-CNOR) y de Cáncer de Cuello Uterino (TC1+CEMs-MCaCu). *Diferencia no significativa (P>0.05) Selene Yazmin Contreras Landeros 34 Participación de las CEMs en el crecimiento tumoral en ratones de la cepa C57BL/6 con protección inmunológica. Las CEMs son caracterizadas por tener efectos inmunosupresores sobre una variedad de células del sistema inmune, incluyendo linfocitos B, células dendríticas, células asesinas naturales y linfocitos T, inhibiendo su proliferación, activación e incluso la función efectora específica de linfocitos T, favoreciendo el crecimiento y la metástasis tumoral (Di Nicola et al, 2002; Krampera et al, 2003; Plumas et al, 2005; Zappia et al, 2005; Rutella et al, 2006; Corcione et al, 2006; Sotiropoulou et al, 2006). Por otro lado, nuestro grupo de trabajo ha estandarizado un modelo de protección inmune ante el reto tumoral de células TC-1 en ratones C57BL/6 a través de la inmunización con el péptido antigénico RAHYNIVTF (derivado de la proteína E7 de VPH-16) el cual evita el crecimiento tumoral a través de la inducción de respuesta específica mediada por linfocitos T citotóxicos (Paz et al, 2009). Tomando como base esta metodología, se procedió a analizar si en ratones previamente inmunizados con el péptido RAHYNIVTF, al realizar el reto tumoral en presencia de CEMs, se revertía la protección inmune. Con este propósito, se inmunizaron 4 grupos de 6 ratones C57BL/6 con el péptido RAHYNIVTF y después fueron retados con las células tumorales TC-1 solas o co-inoculadas con las diferentes CEMs. Los resultados obtenidos muestran que la inmunización con el péptido RAHYNIVTF efectivamente protegió a los ratones ante el reto tumoral con células tumorales TC-1 (Figura 9). Mientras que los ratones co-inyectados con células TC-1+CEMs presentaron crecimiento tumoral a partir del día 15 después de iniciado el tratamiento y mostraron un crecimiento significativo (P<0.001) después de los 40 días del tratamiento. Cabe hacer notar que los ratones que recibieron TC-1+CEMs-CaCu mostraron el mayor crecimiento tumoral promedio (3.5-4.0 cm3), mientras que los ratones que recibieron TC-1+CEMs-CNOR mostraron un crecimiento tumoral promedio de (1.7-2.3 cm3) y finalmente los ratones que recibieron TC-1+CEMs-MON mostraron un crecimiento tumoral promedio de (0.5-0.8 cm3) Figura 9. Selene Yazmin Contreras Landeros 35 Figura 9. Cinéticas de crecimiento tumoral en ratones C57BL/6 inoculados con células tumorales TC-1 y co-inoculados con TC-1+CEMs bajo condiciones de protección inmunológica. Ratones C57BL/6 previamente inmunizados con el péptido antigénico RAHYNIVTF (derivado de la proteína E7 de VPH-16), fueron inoculados con 10 5 células en ausencia de CEMs (TC1); o en presencia de 10 5 CEMs derivadas de Medula Ósea Normal (TC1+CEMs-MON), de Cérvix Normal (TC1+CEMs-CNOR) y de Cáncer de Cuello Uterino (TC1+CEMs-MCaCu). Diferencia significativa (***P<0.001, **P<0.01, *P<0.05). Las CEMs revierten la población de linfocitos T antígeno específicos en ratones previamente inmunizados y tratados con TC-1. Estudios recientes han mostrado que las CEMs tienen la capacidad de inhibir la respuesta de células T vírgenes y T antígeno específicos (Krampera et al, 2003). Con base en este antecedente y por el hecho de que ratones C57BL/6 previamente inmunizados con el péptido antigénico RAHYNIVTF revirtieron su protección ante el reto tumoral cuando fueron tratados con células tumorales TC-1+CEMs, se procedió a analizar las poblaciones de linfocitos T citotóxicos específicos al péptido RAHYNIVTF al inicio del crecimiento tumoral. Con ayuda de moléculas pentaméricas H2-Db/RAHYNIVTF, que tienen la habilidad de reconocer el receptor de los linfocitos T específicos al péptido RAHYNIVTF, se analizaron las poblaciones de linfocitos T CD8+ específicos en células de bazo de los ratones tratados con TC-1 y con TC-1+CEMs. Como puede observarse en la Figura 10A, los ratones que recibieron inmunización previa con el péptido RAHYNIVTF presentaron 0.56% de células positivas al pentámero a los 10 días después de ser Selene Yazmin Contreras Landeros 36 inmunizados; los ratones que no recibieron inmunización mostraron 0.31% de células positivas, mientras que los ratones que fueron inoculados con células TC-1 presentaron un promedio de 0.53% de células positivas. De manera interesante, los ratones que además de ser inoculados con células tumorales TC-1 recibieron CEMs-CNOR disminuyeron el porcentaje de células positivas a 0.40 y aquellos que recibieron CEMs- CaCu redujeron notablemente la población de células efectoras a 0.19%. Después de 15 días de tratamiento, se encontró un incremento en la población de linfocitos T CD8 positivos al pentámero (0.76%) en los ratones que fueron inoculados con TC-1+CEMs- CNOR, mientras que en los ratones inoculados con TC-1+CEMs-CaCu la población disminuyó a 0.13% (Figura 10B). Estos datos concuerdan con lo observado en las cinéticas de crecimiento tumoral en los ratones inmunizados, donde el mayor crecimiento tumoral observado en los ratones que recibieron TC-1 + CEMs-CaCu correlacionó con una disminución importante en la población de linfocitos T CD8+ específicos al péptido RAHYNIVTF (Figura 10C). Selene Yazmin Contreras Landeros 37 A) B) 0.13 0.31 0.56 0.53 • • • Preinmune Pept RAHYNIVTF Pept+TC-l 0.40 0.19 iL Pent/PE Pept+ TC-l+CEMs-CNQR Pept+ TC-1+CEMs-CaCu 0.52 0.39 Preinmune Pept RAHYNIVTF Pept+TC-l 0.51 0.76 Pent/PE Selene
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