Study of the immunogenicity of the cell death induced by the activation of CD47 in tumor cells

Calvillo Rodríguez, Kenny Misael (2019) Study of the immunogenicity of the cell death induced by the activation of CD47 in tumor cells. Maestría thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

CD47 activation by peptides derived from the C-terminal domain of thrombospondin-1, such as PKHB1, induces regulated cell death (RCD) in different types of cancer cells. The RCD induced by the activation of CD47 is characterized by being independent of caspases, calcium dependent, generating morphological changes in the endoplasmic reticulum (ER) and the exposure of calreticulin (CRT) in chronic lymphocytic leukemia (CLL) cells. On the other hand, ER stress and CRT exposure are characteristics of immunogenic cell death (ICD). Based on the above, the objective of this thesis was to determine the immunogenicity of cell death induced by the activation of CD47 in lymphoma and breast cancer cells. To this end, ICD’s characteristics were evaluated, such as damage associated molecular patterns (DAMPs) exposure or release and their effect on the activation of an antitumor immune response. In addition, the extent of the immunogenicity of death was evaluated by prophylactic and therapeutic vaccinations, with lysates of cancer cells treated with PKHB1 (PKHB1-TCL) on the tumor establishment of lymphoma and breast cancer (in vivo), as well as their capacity to generate a long-term anti-tumor immunological memory. The results obtained allow us to demonstrate that PKHB1 induces CRT exposure and release of CRT and HSP90 in lymphoma and breast cancer cells. It was also demonstrated that the PKHB1-TCL promotes the maturation of dendritic cells (DCs) increasing the expression of maturation markers CD80, CD86 and the release of TNFa. Furthermore, the PKHB1-TCL activated the antitumor immune response (ex vivo), promoting the specific cytotoxicity of tumor cells by T lymphocytes and induced the inflammatory cytokines IL-2 and IFNg release. Finally, it was demonstrated that the PKHB1-TCL is able to prevent the tumor establishment in a lymphoma and murine breast cancer model, and to induce a long-term immunological anti-tumor memory. Finally, when observing that the immunogenic characteristics of death are shared among the different tumor models, we can propose that the CD47 activation by PKHB1 induces a conserved ICD mechanism, enhancing its application and making it a promising antitumor therapy. RESUMEN La activación de CD47 por péptidos derivados del dominio C-terminal de la trombospondina1, como el PKHB1, induce muerte celular regulada (MCR) en diferentes tipos de células cancerosas. La MCR inducida por la activación de CD47 se caracteriza por ser independiente de caspasas, dependiente de calcio, generar cambios morfológicos en el retículo endoplásmico (RE) y exposición de Calreticulina (CRT) en células de leucemia linfocítica crónica (LLC). El estrés del RE y la exposición de CRT son característias de la muerte celular inmunogénica (MCI). Con base en lo anterior, el objetivo de esta tesis fue determinar la inmunogenicidad de la muerte celular inducida por la activación de CD47 en células de linfoma y cáncer de mama. Para ello se evaluaron características de MCI, como la liberación de patrones moleculares asociados a daño (DAMPs) y su efecto en la activación de la respuesta inmune antitumoral. Además, se evaluó el alcance de la inmunogenicidad de la muerte mediante vacunaciones profilácticas y terapéuticas, con lisados de células cancerosas tratadas con PKHB1 (PKHB1-TCL) sobre el establecimiento tumoral de linfoma y cáncer de mama (in vivo), así como su capacidad de generar una memoria inmunológica antitumoral a largo plazo. Los resultados obtenidos nos permiten demostrar que el PKHB1 induce la exposición de CRT y liberación de CRT, HSP90, ATP y HMGB1 en células de linfoma y cáncer de mama. También se demostró que el PKHB1-TCL promueve la maduración de células dendríticas (DCs) aumentando la expresión de marcadores de maduración CD80, CD86 y la liberación de TNFa. Asimismo, el PKHB1-TCL activó la respuesta inmune antitumoral (ex vivo), promoviendo la citotoxicidad específica de células tumorales por linfocitos T e indujo la liberación de citocinas inflamatorias IL-2 e IFNg. Además, se demostró que el PKHB1-TCL es capaz de prevenir y disminuir el establecimiento tumoral hasta lograr la remisión en un modelo de linfoma y cáncer de mama murino, además de inducir una memoria inmunológica antitumoral a largo plazo. Finalmente, al observar que las características inmunogénicas de la muerte se comparten entre los diferentes modelos tumorales, podemos proponer que la activación de CD47 por el PKHB1 induce un mecanismo conservado de MCI, potenciando su aplicación y haciéndola una prometedora terapia antitumoral.

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