Paper dels exosomes en la comunicació entre cèl•lules presentadores d'antigen

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada al Institut Gustave-Roussy, França, entre febrer i març del 2007. L'objectiu principal del projecte consisteix en estudiar la interacció dels exosomes , obtinguts a partir d'un model in vitro com són les cél•lules dendrítiques derivades de monòcits, amb els subtipus de cel•lules dendrítiques mieloides i plasmacitoides, valorant la seva capacitat de captació i evaluant els canvis fenotípics i funcionals per part de les cèl•lules diana.

Clonació del gen de l'envolta de vih en el plàsmid pnl Δenv-Ren per la obtenció de recombinants

Estudi elaborat a partir d’una estada al Laboratori de Inmunopatología del SIDA del Dr Alcamí a l’Instituto de Salud Carlos III-Centro Nacional de Microbiologia, entre finals de desembre de 2006 i març de 2007. L’objectiu ha estat millorar la caracterització de l’envolta del VIH-1 mitjançant l’obtenció de virus recombinants, ja que això permet estudiar l’envolta viral tant genètica com fenotípicament. En aquest cas, s’ha estudiat l'envolta viral dels pacients sotmesos a vacunació terapèutica amb cèl•lules dendrítiques polsades amb virus autòlegs. Durant aquesta estada es realitza un aprenentatge profund de les tècniques adequades per a l'amplificació i clonatge del gen complet de l'envolta del VIH-1 (env), així com de l’obtenció de virus recombinants amb l’envolta del pacient i els corresponents assaigs de tropisme viral i neutralització sèrica. Aquesta metodologia empra el virus quimèric pNL4.3 delta_env Renilla, construït a partir del virus de referència NL4.3 i que té dues característiques importants: la primera és que conté un gen marcador Renilla, que a l’interior de les cèl•lules infectades té activitat luciferasa. La utilització del virus pNL4.3 delta_env Renilla en assaigs de neutralització presenta diversos avantatges front altres assaigs més convencionals, tant a nivell de sensibilitat i especificitat com d’estalvi de temps.

Evaluación del uso de exosomas como aloantígenos para la inducción de tolerancia en trasplante

La consecución de tolerancia aloespecífica es de mucha relevancia en trasplante. Las células dendríticas (DC) son las principales responsables de la inducción de la respuesta inmune frente a las moléculas de histocompatibilidad (MHC) del donante, provocando el rechazo del injerto. Sin embargo las DC son también responsables de la inducción de tolerancia. Diversos modelos animales de alotrasplante han mostrado la tolerización del injerto mediante DC diferenciadas in vitro en condiciones tolerogénicas (tDC). En humanos, las fuentes de aloantígenos potencialmente utilizables en terapia son, entre otras, los cuerpos apoptóticos y los exosomas. Éstos expresan antígenos MHC de forma abundante y su composición es relativamente uniforme, lo que supone una ventaja frente a otras fuentes. En este proyecto, se ha evaluado la obtención de exosomas secretados por una línea de linfocitos T y por células dendríticas derivadas de médula ósea. Se ha caracterizado la captura de exosomas derivados de linfocitos T por células dendríticas humanas derivadas de sangre periférica y su presentación a linfocitos T autólogos. Por otra parte, se ha comenzado a desarrollar los experimentos para estudiar la inducción de tolerancia en un modelo de trasplante renal en rata. Se han generado células dendríticas tolerógenicas derivadas de médula ósea (tolDC), en presencia de dexametasona. Las tolDC expresan menos moléculas de histocompatibilidad y de coestimulación e inducen una menor proliferación en reacciones mixtas leucocitaras, comparadas con las células dendríticas maduras. Por último, se han caracterizado los exosomas de plasma humano con el fin de estudiar su posible uso como aloantígenos. El análisis proteómico revela la presencia de proteínas relacionadas con el sistema inmune, la coagulación, la señalización celular y moléculas implicadas en el transporte y metabolismo de nutrientes. El estudio de la captura por diferentes líneas celulares sugiere que deben existir mecanismos específicos para su internalización.

Establishment of an in vitro photoassay using THP-1 cells and IL-8 to discriminate photoirritants from photoallergens

At present, there are no in vivo or in vitro methods developed which has been adopted by regulatory authorities to assess photosensitization induced by chemicals. Recently, we have proposed the use of THP-1 cells and IL-8 release to identify the potential of chemicals to induce skin sensitization. Based on the assumption that sensitization and photosensitization share common mechanisms, the aim of this work was to explore the THP-1 model as an in vitro model to identify photoallergenic chemicals. THP-1 cells were exposed to 7 photoallergens and 3 photoirritants and irradiated with UVA light or kept in dark. Non phototoxic allergens or irritants were also included as negative compounds. Following 24 h of incubation, cytotoxicity and IL-8 release were measured. At subtoxic concentrations, photoallergens produced a dose-related increase in IL-8 release after irradiation. Some photoirritants also produced a slight increase in IL-8 release. However, when the overall stimulation indexes of IL-8 were calculated for each chemical, 6 out of 7 photoallergens tested reached a stimulation index above 2, while the entire set of negative compounds had stimulation indexes below 2. Our data suggest that this assay may become a useful cell-based in vitro test for evaluating the photosensitizing potential of chemicals.

Establishment of an in vitro photoassay using THP-1 cells and IL-8 to discriminate photoirritants from photoallergens

At present, there are no in vivo or in vitro methods developed which has been adopted by regulatory authorities to assess photosensitization induced by chemicals. Recently, we have proposed the use of THP-1 cells and IL-8 release to identify the potential of chemicals to induce skin sensitization. Based on the assumption that sensitization and photosensitization share common mechanisms, the aim of this work was to explore the THP-1 model as an in vitro model to identify photoallergenic chemicals. THP-1 cells were exposed to 7 photoallergens and 3 photoirritants and irradiated with UVA light or kept in dark. Non phototoxic allergens or irritants were also included as negative compounds. Following 24 h of incubation, cytotoxicity and IL-8 release were measured. At subtoxic concentrations, photoallergens produced a dose-related increase in IL-8 release after irradiation. Some photoirritants also produced a slight increase in IL-8 release. However, when the overall stimulation indexes of IL-8 were calculated for each chemical, 6 out of 7 photoallergens tested reached a stimulation index above 2, while the entire set of negative compounds had stimulation indexes below 2. Our data suggest that this assay may become a useful cell-based in vitro test for evaluating the photosensitizing potential of chemicals.

Dendritic Spine Abnormalities in Hippocampal CA1 Pyramidal Neurons Underlying Memory Deficits in the SAMP8 Mouse Model of Alzheimer's Disease

SAMP8 is a strain of mice with accelerated senescence. These mice have recently been the focus of attention as they show several alterations that have also been described in Alzheimer"s disease (AD) patients. The number of dendritic spines, spine plasticity, and morphology are basic to memory formation. In AD, the density of dendritic spines is severely decreased. We studied memory alterations using the object recognition test. We measured levels of synaptophysin as a marker of neurotransmission and used Golgi staining to quantify and characterize the number and morphology of dendritic spines in SAMP8 mice and in SAMR1 as control animals. While there were no memory differences at 3 months of age, the memory of both 6- and 9-month-old SAMP8 mice was impaired in comparison with age-matched SAMR1 mice or young SAMP8 mice. In addition, synaptophysin levels were not altered in young SAMP8 animals, but SAMP8 aged 6 and 9 months had less synaptophysin than SAMR1 controls and also less than 3-month-old SAMP8 mice. Moreover, while spine density remained stable with age in SAMR1 mice, the number of spines started to decrease in SAMP8 animals at 6 months, only to get worse at 9 months. Our results show that from 6 months onwards SAMP8 mice show impaired memory. This age coincides with that at which the levels of synaptophysin and spine density decrease. Thus, we conclude that together with other studies that describe several alterations at similar ages, SAMP8 mice are a very suitable model for studying AD.

Redirecció de l'especificitat de les cél·lules T contra epítops del VIH restringit per la HLA-A2 mitjaçant transferència genética

Existeixen creixents evidències què la resposta dels limfòcits T CD8+ alpha beta citotòxics (CTLs) és un element fonamental en la infecció produïda pel VIH. Les CTLs VIH especifiques es consideren molt importants en la reducció de la càrrega viral i en la contenció de la infecció. Encara que la combinació dels antiretrovirals (HAART) ha suposat una millora considerable en la lluita contra el VIH induint una important reducció de la càrrega viral i augmentant el nombre de cèl•lules T CD4+, diverses complicacions han fet ressaltar la necessitat de noves alternatives terapèutiques. Les complicacions inclouen: manca de recuperació d’una resposta immune sòlida contra el VIH, toxicitat a llarg termini de la teràpia i el descobriment que les cèl•lules T CD4+ constitueixen un reservori pel virus. Les noves alternatives controlaran la replicació viral i reconstituiran la immunitat. L’eficàcia de la immunoteràpia cel•lular amb transferència adoptiva de CTLs virals específics s’ha provat en diferents infeccions virals humanes, incloent el VIH. Proposem una modificació de la immunoteràpia adoptiva redirigint l’especificitat de les cèl•lules T contra el VIH mitjançant la transfecció dels gens del TCR. En aquest assaig preclínic, ens aprofitarem de la tecnologia dels animals transgènics per les molècules de HLA, amb la finalitat de generar TCRs d’alta afinitat dirigits contra epitops del VIH restringits per la molècula HLA. Aquests TCRs seran induïts in vivo i seleccionats in vitro. Les cadenes alpha i beta dels TCRs VIH específics procedents de les CTLs seran clonades mitjançant tècniques de biologia molecular. Aquests TCRs VIH específics seran transferits a cèl•lules T CD8+ humanes i la seva especificitat i capacitat citolítica contra cèl•lules diana que presentin antígens de VIH-1 s’estudiaran mitjançant la combinació de diverses tècniques noves (FCC, transfecció mitjançant Nucleoefector). Finalment, una construcció retroviral adient per la seva transducció en cèl•lules T humanes s’establirà amb un TCR òptim seleccionat.

Akt fosforila FoxG1 en cèl·lules de glioma

En un treball recent s’ha descrit l’amplificació del gen del factor de transcripció FoxG1, homòleg de l'oncogen víric aviar Qin, en mostres de meduloblastoma, un tipus de tumor cerebral que representa el 20% dels tumors cerebrals infantils malignes (Adesina et al.¸2007). El tumor cerebral més freqüent i agressiu en l’adult és el glioma, especialment la seva forma més maligna: el glioblastoma multiforme (glioma de grau IV segons la classificació de l'OMS). En aquest treball hem estudiat l'expressió proteica del factor de transcripció FoxG1, homòleg de l'oncogen víric aviar Qin, en mostres de glioma. Vam analitzar 15 mostres de glioma, detectant FoxG1 en 9 d’elles, i amb diferents nivells d’expressió. Intentant aprofundir en el coneixement de la funció i la regulació de FoxG1, vam estudiar si FoxG1 podia ser fosforilat. Vam detectar, tant per assaig cinasa com per espectrometria de masses, que FoxG1 és un substracte directe de la cinasa Akt, el principal efector de la via de PI3K (phosphoinositide 3-kinase). En la línia cel•lular de glioblastoma U373MG, vam observar que Akt endogen fosforila FoxG1 en un pèptid situat a l’extrem C-terminal del domini forkhead. Aquesta fosforilació és contrarestada per un inhibidor farmacològic de PI3K. Al contrari del que passa en FoxO on la fosforilació per Akt inhibeix l’activitat de FoxO promovent la seva exportació del nucli, la fosforilació de FoxG1 per Akt no promou cap canvi en la seva localització subcel•lular, i FoxG1 es manté nuclear. Actualment estem estudiant els efectes biològics de la fosforilació de FoxG1 per Akt.

Mecanismes neuronals de la facilitació de l'aprenentatge i la memoria per autoestimulació eléctrica intracranial en rates: espines dendrítiques

La potenciación de procesos de aprendizaje y memoria por autoestimación eléctrica intracraneal (AEIC) se ha observado principalmente en tareas de aprendizaje de tipo implícito, caracterizado por necesitar de múltiples ensayos y por dar lugar a una respuesta conductual rígida. Los efectos de la AEIC sobre formas de aprendizaje consideradas más complejas, como la memoria de navegación espacial, son menos conocidos. En nuestro laboratorio hemos observado recientemente que el tratamiento de AEIC es también capaz de facilitar tanto la adquisición como la retención de una tarea relacional, en el laberinto acuático de Morris (MWM) (Ruiz-Medina et al., 2008). El proyecto de investigación objeto de esta memoria continúa el estudio de este efecto potenciador yendo un paso más allá al profundizar en los mecanismos neurales de este efecto. Lo relativo a las espinas dendríticas, su tamaño, forma y aparición es uno de los campos más actuales en el estudio de las bases neurales de la memoria. Trabajos previos apuntan a un incremento en la densidad de espinas inmaduras -las consideradas de aprendizaje- como efecto tanto del entrenamiento en el MWM como de la AEIC. Relacionar la potenciación de memoria en el MWM resultado de la AEIC con cambios significativos en la población de espinas dendríticas hipocampales sería uno de los principales objetivos del presente trabajo, que se realizará en colaboración con el Instituto Ramón y Cajal de Madrid.

Desenvolupament d’un nou model murí humanitzat de pemfigoide ampul•lar obtingut a partir de cèl•lules mare humanes fol·liculars

Resum: El pemfigoid ampul•lar és una malaltia cutània autoimmune. La majoria dels pacients presenten autoanticossos contra proteïnes de la membrana basal de la pell, concretament en contra de la col·làgena XVII, específicament envers el epítop immunodominant, l’NC16A. La patogenicitat dels anticossos ha estat demostrada mitjançant experiments in vitro i in vivo. L’escassa homologia existent entre l’NC16A i el seu homòleg murí (NC14A), ha dificultat l’el·laboració de models animals d’aquesta malaltia. En aquest treball demostrem que el sèrum de pacients amb pemfigoid ampul•lar produeix separació dermo-epidèrmica en pell de ratolí humanitzada obtinguda a partir de cèl•lules mare humanes del provinents fol·licle pil·lós

Efectes de l’administració de tpa combinat amb dipyridamole sobre cèl•lules endotelials cerebrals humanes sotmeses a deprivació d’oxigen i glucosa

El DP és un agent usat de forma comú en la prevenció secundària de l’ictus per les seves propietats antiplaquetars. Ha estat proposat com a possible teràpia coadjuvant del tractament trombolític en fase aguda de l’ictus isquèmic amb rtPA neuroprotector per les seves propietats neuroprotectores, antiinflamatòries i antioxidants. En el present treball s’analitza la toxicitat de l’administració d’rtPA en cèl•lules endotelials cerebrals humanes sotmeses a isquèmia, així com els seus efectes sobre l’activació de MMPs. Posteriorment es combina l’administració d’rtPA amb Dipyridamole i s’analitzen els efectes en la toxicitat cel•lular i l’expressió d’MMPs.

Biomarcadors oculars en la malaltia d’Alzheimer precoç: Estudi de la capa de fibres nervioses i cèl•lules ganglionars de la retina i alteracions pupil•lars.

Actualment, no existeix un diagnòstic de certesa in vivo per la malaltia d’Alzheimer (MA), i l’ull podria aportar biomarcadors de la malaltia. 15 pacients amb MA i 15 controls es van sotmetre a un test d’hipersensibilitat a la pilocarpina i a OCT de capa de fibres nervioses (CFNR) i de cèl•lules ganglionars retinianes (CCG). Es trobà major hipersensibilitat a la pilocarpina i major gruix de la CCG en el grup de pacients. També una tendència a l’aprimament de la CFNR en estadis avançats de la MA. Aquestes proves representen un camí esperançador per trobar un test diagnòstic de la MA.

Relació entre el percentatge i número absolut de cèl·lules Natural Killer i de l’expressió dels seus receptors NKG2D i NKp46 i les diferents formes de presentació de la Tuberculosi. Resultats preliminars.

La tuberculosi pot localitzar-se al pulmó: TB-P o altres òrgans: TB-EP, segons el compromís del sistema immunitari de l’hoste, on hi intervenen les cèl.lules Natural Killer-NK. L’estudi analitza el percentatge i número absolut d’NK i l’expressió dels receptors d’activació, NKG2D - NKp46, en 15 malalts/TB-P, 15 malalts/TB-EP i 15 sans, trobant-se augmentades en percentatge en el grup TB-P, disminuïdes en número absolut en els TB-EP i TB-P, i valors més alts d’ NKG2D, sobretot, malalts de TB-EP. Les coincidències amb d’altres estudis i les troballes preliminars obren possibilitats a investigacions en el camp de la TB-EP i la reacció immune.

Anàlisis dels immunofenotips dels NKR de les cèl·lules Natural Killer en pacients amb Esclerosi Múltiple (MS).

La MS és una malaltia autoimmunitària les causes de la qual són encara desconegudes. Entre altres efectes, els pacients d’aquesta malaltia veuen reduït el nombre de limfòcits, així com el percentatge d’aquests ocupats pel compartiment NK. Tot i que molts estudis es centren en investigar aquesta malaltia, el motiu d’aquesta reducció, continua essent un misteri. En el present estudi s’ha plantejat una hipòtesi, la qual apunta a què aquesta reducció, pugui venir causada pel fet que les cèl·lules NK s’hagin vist eliminades de la circulació; a la qual cosa s’esperaria trobar una població de NK més joves per aquells pacients que tinguessin en un percentatge menor de NK, ja que aquesta pèrdua s’hauria hagut de compensar amb cèl·lules NK de nova formació. Per tal de determinar l’antiguitat de les cèl·lules NK s’analitzen els receptors ILT2 (present en cèl·lules més antigues, ja que s’acumula amb el temps), NKG2A (molt present en cèl·lules NK joves), i en la subpoblació CD56bright, (estat de maduració precoç, ja que aquestes amb el temps esdevindran CD56dim). Després de molts anàlisis, s’ha pogut comprovar com la presència de CMV influeix en els receptors de les cèl·lules NK, igual que també influeix la presència de tractament amb immunomoduladors. Però a part d’aquestes influències les quals ja s’havien descrit en altres estudis previs, s’ha pogut trobar que aquells pacients CMV- sense tractament, presenten una correlació significativament negativa entre el percentatge de les cèl·lules CD56bright respecte al total del compartiment NK, la qual al no estar sota la influència de CMV ni de tractament, està causada per algun factor estrictament lligat a la malaltia, fet del qual no se’n havien presentat evidències significatives fins ara. Tot i que aquests resultats, a la vegada de ser molt interessants, recolzen la hipòtesi base, no s’han trobat resultats significatius per a NKG2A i els resultats per a ILT2 són significatius però no concloents. Igualment però, aquests resultats són molt prometedors, i pensem que seria interesant continuar treballant en aquestes troballes.

Cèl·lules mare i malalties neurodegeneratives

L"augment en l"esperança de vida va associat a un increment significatiu en la incidència de determinades malalties, entre les quals cal destacar les malalties neurodegeneratives per l"alt cost personal, social i econòmic que representen.