Identificação de marcadores moleculares para células T reguladoras humanas com perfil CD4+CD25+ por phage display

• Main Author: Georgia Sabio Porto Mundin
• Other Authors: Veronica Porto Carreiro de Vasconcellos Coelho
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2008
• Subjects: Biblioteca de peptídeos; Imunorregulação; Linfócitos T reguladores; Marcadores biológicos; Receptores de calcitiol; Timo; Vitamina D3; Biological markers; Calcitriol receptors; Imunoregulation; Peptide library; Regulatory T lymphocytes; Thymus gland; Vitamin D3
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/5/5146/tde-28012009-131608/

Há dados na literatura indicando que as células que saem do timo com o fenótipo CD4+CD25+ são desenvolvidas continuamente como uma linhagem independente e possuem um papel importante no processo de regulação da resposta imune. Essas células são chamadas células T reguladoras naturais. Várias questões sobre estas células permanecem em aberto, como por exemplo, como elas são geradas, o que é determinante na sua atividade reguladora e que marcadores específicos podem ser usados para identificá-las? Dentro deste contexto, o nosso objetivo neste trabalho foi identificar no timo e em timócitos CD4+/CD25+ humanos, novas moléculas potencialmente importantes no desenvolvimento e/ou na atividade supressora das células T reguladoras naturais. Para este objetivo, utilizamos a abordagem de phage display, com uma biblioteca de fagos de peptídeos, e timos humanos obtidos de pacientes portadores de cardiopatias congênitas, submetidos a cirurgias cardíacas realizadas no InCor. A busca dessas moléculas foi feita, separadamente, em 3 tipos de material biológico: timócitos totais, fragmento do tecido tímico e timócitos CD4+/CD25+. Antes da incubação da biblioteca de fagos com os timócitos totais e timócitos CD4+/CD25+ (separação em FACS), foi realizada uma etapa de preclearing, incubando-se a biblioteca de fagos com um pool de células mononucleares de sangue periférico (PBMC) ou timócitos CD4+/CD25-, respectivamente. Os fagos não ligantes, recuperados desta etapa, foram então incubados com as células de interesse. Para o tecido tímico não foi feita etapa de pre-clearing. Os fagos obtidos com os diferentes materiais biológicos foram recuperados em cultura de bactérias e usados em ciclos posteriores de seleção. Após três ciclos de seleção, os fagos foram seqüenciados e identificados quanto à expressão de peptídeos ligantes para timócitos totais, timo e timócitos CD4+/CD25+, e analisados em bancos de dados no BLAST. Os fagos selecionados para validação um ligante de tecido tímico: M2C e um ligante de timócitos CD4+/CD25+: R2A fazem similaridade a duas proteínas associadas ao metabolismo da Vitamina D3, molécula envolvida em imunorregulação e indução de tolerância, em diversos modelos experimentais. Porém, não há dados na literatura a respeito do seu papel em células T reg naturais. Na validação molecular desses fagos, apesar de certa variabilidade entre os diferentes ensaios, verificamos, por ELISA, que os fagos se ligam preferencialmente a 1,25 diidroxivitamina D3, forma ativa da Vitamina D3. Entretanto, nos ensaios de validação funcional, a influência da vitamina D na diferenciação dessas células não foi confirmada de forma consistente, uma vez que só tivemos aumento no número de células CD4+/CD25+, em cultura com Vitamina D, em poucos experimentos. As moléculas identificadas no presente estudo podem ter implicações relevantes no processo de diferenciação e na atividade de células T CD4+CD25+ reguladoras e serão mais investigadas na continuidade deste trabalho. === There are consistent data in literature indicating that thymic CD4+CD25+ cells play an important role in immune regulation and are continuously developed as an independent lineage in the thymus. These cells are known as natural regulatory T cells. Several questions about these cells remain unanswered, such as how they are generated, what is determinant in their regulatory function and which specific molecular markers can be used to identify them. Taking this into consideration, our aim was to identify new potentially important molecules in the development and/or supressive function of natural regulatory T cells, both in the thymus and in CD4+CD25+ thymocytes. For this, the phage display technique was employed, with a peptide phage library and thymic specimens obtained from children who underwent corrective cardiac surgery at the Heart Institute (InCor), in São Paulo. The search for these molecules was separately performed in 3 types of biological material: thymic tissue, thymocytes and CD4+CD25+ thymic cells. In the first stage, the phage peptide-library was incubated with a pool of PBMC (peripheral blood mononuclear cells). After the incubation, phages bound to PBMC were discarded (pre-clearing). In the second stage, unbound phages were incubated with either total thymocytes or CD4+CD25+ thymic cells. The pre-clearing stage was not perfomed in the thymic tissue. The phages obtained with after incubation with the different biological materials were recovered in E. coli culture and used in additional cycles of selection. After three rounds of selection, the recovered phages from the total thymocytes, from thymic tissue and thymocytes CD4+CD25+ were sequenced and their ligands identified. Among the phages selected for validation one ligand of thymic tissue: M2C and one ligand of CD4+CD25+ thymocytes: R2A present similarity to two proteins associated to the metabolism of Vitamin D3, a molecule involved in imunoregulation and toelrance induction in several experimental models. However, there are no data in the literature concerning the possible role of this moelcule in natural regulatory T cells. In the molecular validation of theses phages, although some variability between the diffeterent assays we have verified by ELISA, that the phages present preferential binding to the 1,25 dhydroxyvitamin D3, the active form of Vitamin D3. However, in the functional validation assays, the influence of the Vitamin D3 in the differentiation of these cells could not be consistently confirmed since we could observe an increase in the number of CD4+CD25+ cells cultured with vitamin D in only a few experiments. The ligand-receptor molecules we have defined in this study may have relevant implications in the development of CD4+CD25+ regulatory T cells in the thymus