Identificação de iGb3 e iGb4 em células de melanoma murino B16F10- Nex2 e efeito antitumoral de células dendríticas primadas com iGb3 mediado por células iNKT

Identificação de iGb3 e iGb4 em células de melanoma murino B16F10- Nex2 e efeito antitumoral de células dendríticas primadas com iGb3 mediado por células iNKT

Título alternativo Identification of iGb3 and iGb4 in melanoma B16F10-Nex2 cells and the iNKT cell-mediated antitumor effect of dendritic cells primed with iGb3
Autor Dias, Bianca Rachid Autor UNIFESP Google Scholar
Orientador Travassos, Luiz Rodolpho Autor UNIFESP Google Scholar
Instituição Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Pós-graduação Microbiologia e imunologia - São Paulo
Resumo CD1d-restricted iNKT cells are protective against the murine melanoma B16F10- Nex2 growing subcutaneously in syngeneic animals. This is inferred from the fast tumor growth in animals genetically deficient in CD1d (CD1d-KO), which showed a survival time significantly shorter than that of WT animals equally challenged with tumor cells. CD1d belongs to a family of glycoproteins resembling MHC class I, involved in the presentation, chiefly in dendritic cells, of lipidic antigens to iNKT cells. In the present work we focus on the identification of an endogenous lipid component expressed in melanoma cells able to induce an immunosurveillance response based on iNKT. We also investigated the possibility of animal protection against tumor development by using dendritic cells primed with the endogenous lipid. The extraction of membrane lipid components was carried out from in vivo grown tumors, thus avoiding artifacts from the in vitro grown cultures. Three different extraction protocols were tested (A, B, C), and 14 different fractions were obtained and tested for the activation of hybridoma DN32.D3, a cell line of immortalized murine NKT cells. Fraction F3 of protocol A (F3A) activated hybridoma DN32.D3 to produce IL-2. For an efficient presentation of lipids from this fraction we successfully used bone marrow dendritic cells (BMDC) on in vitro and in vivo assays. F3A and NKT-cell activating glycolipids, agalactosylceramide (a-GalCer) and isoglobohexosylceramide (iGb3), were tested. In the attempt to isolate the stimulatory component present in the melanoma F3A fraction, HPTLC was used and revealed with several specific reagents for sialic acid residues, neutral sugars, phosphate and total lipids. The fraction was also separated in silica columns, immunostained with Bandeiraea simplicifolia BS-1 lectin and analyzed by mass spectrometry. Ganglioside GM3 and neutral glycosphingolipids iGb3, Gb3, iGb4 and Gb4 were identified by ESI-LIT-MS (electrospray ionization- linear ion trap- mass spectrometry). By incubation of iGb3 with BMDC and these with DN32.D3 cells, the latter were activated to produce IL-2. GM3 consistently inhibited the activation of iNKT cells. Cytotoxicity assays were then carried out, in which we found that NKT cells stimulated by BMDC, primed with a-GalCer or iGb3, encircled the B16F10-Nex2 tumor cells as visualized by fluorescent microscopy. NKT cells promoted lysis of up to 40% of tumor cells. In vivo tests showed that mice injected endovenously with murine melanoma cells and treated with dendritic cells primed with a-GalCer or iGb3, had lungs with 4-fold fewer nodules than an equally challenged but untreated group. The present results show that the murine melanoma B16F10-Nex2 expresses iGb3 and its precursor iGb4, being able to activate NKT cells and conferring them a cytotoxic activity in vitro against melanoma. Such lipid (iGb3) was also protective in vivo reducing the melanoma pulmonary metastases when presented by dendritic cells used in cellular therapy protocol. This is the fist work showing effectively that an endogenous CD1d-restricted glycolipid able to activate iNKT cells display a protective antitumor effect, using cellular therapy with dendritic cells.

Células iNKT restritas a CD1d são protetoras contra o desenvolvimento de melanoma murino, B16F10-Nex2, subcutaneamente em animais singênicos. Essa proteção pode ser deduzida pelo desenvolvimento acelerado do tumor em animais geneticamente deficientes na expressão de CD1d (CD1d-KO), com sobrevida significantemente menor do que a observada com animais WT submetidos ao mesmo desafio de células tumorais. CD1d é uma família de glicoproteínas relacionadas a MHC classe I, envolvidas na apresentação, principalmente em células dendríticas, de antígenos lipídicos para células iNKT. No presente trabalho focalizamos a identificação do lipídeo endógeno expresso em células de melanoma capaz de induzir uma resposta de vigilância imune baseada em células iNKT. Verificamos também a possibilidade de proteger animais contra o desenvolvimento tumoral utilizando células dendríticas primadas com o lipídeo endógeno. A extração dos componentes lipídicos de melanoma foi realizada a partir de tumores crescidos in vivo, evitando-se assim artefatos do cultivo celular in vitro. Foram testados três diferentes protocolos de extração (A, B e C), obtendo-se 14 frações diferentes que foram testadas na ativação do hibridoma DN32.D3, uma linhagem de células NKT murinas imortalizadas. A fração F3 do protocolo A (F3A) ativou o hibridoma DN32.D3 medido pela produção de IL-2. Para uma eficiente apresentação dos lipídeos dessa fração utilizamos com sucesso células dendríticas de medula óssea (BMDC) nos ensaios in vitro e in vivo, para apresentação de F3A e glicolipídeos ativadores de células NKT, agalactosilceramida (a-GalCer) e isoglobotrihexosilceramida (iGb3). Na tentativa de isolar o composto estimulatório presente em F3A de melanoma, essa fração foi analisada por HPTLC revelada com diversos reagentes específicos para resíduos de ácido siálico, açúcares neutros, fosfato e lipídeos totais. A fração também foi submetida a separações em colunas de sílica, ensaio de “immunostaining” quimioluminescente com lectina de Bandeiraea simplicifolia e análises em espectrometria de massa, onde foram identificados gangliosídeos como GM3 bem como glicoesfingolipídeos neutros como iGb3, Gb3, iGb4 e Gb4 por ESI-LIT-MS (electrosptray ionization-linear íon trap-mass spectrometry). Quando iGb3 foi incubado com BMDC e testado com células DN32D3 essas foram ativadas produzindo IL-2. GM3 consistentemente era um inibidor dessa ativação de células iNKT. Ensaios de citotoxicidade foram então realizados e verificamos que células de NKT estimuladas por BMDC incubadas com a-GalCer ou iGb3 circundavam as células tumorais B16F10-Nex2 visualizadas em microscopia de fluorescência e, em ensaio in vitro, as células NKT promoviam lise de até 40% das células tumorais B16F10-Nex2. Realizamos então ensaios in vivo, onde camundongos foram inoculados endovenosamente com células do melanoma murino e tratados ou não com células dendríticas primadas com a-GalCer ou iGb3. Ao excisarmos os pulmões dos animais, notamos que os grupos tratados com lipídeos ativadores de células NKT tinha cerca de 4 vezes menos nódulos pulmonares que o grupo não tratado. Nossos resultados mostram que o melanoma murino B16F10-Nex2 possui a molécula iGb3 e sua precursora iGb4, capaz de ativar células NKT conferindo a essas capacidade citotóxica in vitro contra o melanoma. Esse lipídeo (iGb3) também mostrou um efeito protetor contra metástases pulmonares oriundas do melanoma murino quando apresentado por células dendríticas utilizadas em protocolo de terapia celular. Esse é o primeiro trabalho mostrando que efetivamente um glicolipídeo endógeno ligante de CD1d é capaz de ativar células NKT com efeito protetor antitumoral, através de terapia celular com células dendríticas. Palavras chave: Melanoma B16F10-Nex2, células iNKT, glicoesfingolipídeos iGb3 e iGb4 GM3, células dendríticas, imuno vigilância.
Palavra-chave Dendritic cells
INKT cells
Glycosphingolipids iGb3 and iGb4
GM3
B16F10-Nex2 melanoma
Melanoma B16F10-Nex2
Células iNKT
Glicoesfingolipídeos iGb3, iGb4 e GM3
Células dendríticas
Imuno vigilância
Idioma Português
Financiador Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
Data de publicação 2009-11-25
Publicado em DIAS, Bianca Rachid. Identificação de iGb3 e iGb4 em células de melanoma murino B16F10- Nex2 e efeito antitumoral de células dendríticas primadas com iGb3 mediado por células iNKT. 2009. 147 f. Tese (Doutorado) - Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), São Paulo, 2009.
Publicador Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Extensão 147 f.
Direito de acesso Acesso aberto Open Access
Tipo Tese de doutorado
Endereço permanente http://repositorio.unifesp.br/handle/11600/9699

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