Cebrián, Ignacio

LABORATORIO DE CÉLULAS DENDRÍTICAS Y PRESENTACIÓN CRUZADA DE ANTÍGENOS

Nuestro laboratorio estudia los mecanismos moleculares que utilizan las células dendríticas para procesar y presentar antígenos exógenos. Nos interesa particularmente el proceso inmunológico conocido como presentación cruzada, el cual es fundamental para establecer respuestas inmunes citotóxicas contra células tumorales y diversos microorganismos patógenos. Nuestro grupo busca dilucidar las complejas interacciones que se establecen entre los diferentes compartimientos de la vía endocítica y secretoria durante el transporte intracelular de antígenos exógenos antes y después de su asociación con las moléculas MHC-I. La comprensión de estos mecanismos poco caracterizados del transporte endocítico en células dendríticas nos permitirá contar con nuevas herramientas de potencial aplicación en el campo de la inmunoterapia.

Líneas de investigación

I. Rol de los endosomas de distribución y reciclaje durante la presentación cruzada

La etapa del transporte endocítico conocida como sorting o “de distribución” es especialmente compleja y permite el direccionamiento del material incorporado hacia los lisosomas o hacia vías de reciclaje. Muy poco se sabe sobre esta etapa crucial de la endocitosis en las células dendríticas. Esta línea de investigación busca definir el papel que juegan los endosomas de distribución y reciclaje durante la presentación cruzada de antígenos. En trabajos recientes hemos demostrado que la GTPasa Rab22a, la cual regula la distribución y reciclaje de diferentes moléculas asociadas a membrana, juega un papel determinante para garantizar el correcto transporte intracelular de las moléculas MHC-I en las células dendríticas, y en consecuencia, la presentación cruzada de antígenos (Figura 1). Mediante el estudio de diferentes moléculas de la familia de proteínas sorting nexin (SNX) que hemos identificado como reguladoras positivas y negativas de la presentación cruzada, buscamos ampliar el cuadro mecanístico de la vía endocítica durante el procesamiento antigénico en células dendríticas.

Rab22a controla el transporte intracelular de MHC-I A) Dibujo esquemático del rol de Rab22a durante la presentación cruzada de antígenos. El silenciamiento en la expresión de Rab22a provoca una fuerte pérdida de las moléculas MHC-I en el centro de reciclaje e impacta en el transporte de las mismas hacia el fagosomas y en el reciclaje a la membrana plasmática. B) Imágenes de inmunofluorescencia indirecta y microscopia confocal donde se observa la distribución de las moléculas MHC-I (verde) y Rab22a (rojo) en células dendríticas knock-down (KD) para Rab22a y control (Scramble). Las células en contraste de fase y sus núcleos teñidos con DAPI (Azul) se muestran a la izquierda. La superposición de todos los canales fluorescentes se muestra a la derecha. Barras de escala = 5 μm.

II. Contribución de la vía endocítica durante la interacción Toxoplasma gondii – célula dendrítica

El parásito intracelular Toxoplasma gondii es el agente causal de la toxoplasmosis, una enfermedad que afecta a más del 30% de la población mundial y representa un grave problema en materia de salud pública. La infección de células dendríticas por T. gondii es de suma importancia durante la fase de infección aguda ya que el parásito despierta una fuerte respuesta inmune y establece un delicado equilibrio para sobrevivir y replicarse dentro de la células hospedadora. Para ello, T. gondii se desarrolla dentro de una vacuola parasitófora que lo separa del resto del citoplasma del hospedador. Igualmente el parásito necesita establecer estrechas conexiones con diferentes organelas que garantizan un adecuado desarrollo de la vacuola mediante la formación de una compleja red de túbulos y vesículas (Figura 2). En estudios recientes, nuestro laboratorio ha identificado diferentes componentes de la vía endocítica que actúan como reguladores claves de la presentación de antígenos y proliferación de T. gondii. Actualmente, esta línea de investigación busca validar el aporte de los cuerpos multivesiculares, endosomas de reciclaje y distribución a la vacuola parasitófora como potenciales blancos para combatir el proceso infeccioso de T. gondii.

Microscopía electrónica TEM y FIB-SEM mostrando la red tubulovesicular de T. gondii. A) Microscopía electrónica de transmisión (TEM) de células dendríticas infectadas durante 24h con T. gondii. Las puntas de flecha negras indican la presencia de vesículas intraluminales. Los recuadros magnificados muestran vesículas rodeadas de doble membrana. B) Imágenes representativas de FIB-SEM de fibroblastos infectados durante 24h con T. gondii. Las puntas de flecha negras indican vesículas intraluminales, y las flechas blancas indican túbulos. C) Recuadro magnificado del corte #852 donde se observa con mayor detalle los túbulos y vesículas intraluminales presentes entre 3 parásitos.

III. Dinámica fagosomal durante el transporte y cargado de las moléculas MHC-I

La presentación cruzada de antígenos requiere de la acción secuencial de diferentes eventos intracelulares críticos que ocurren al interior de la célula dendrítica. Los fagosomas adoptan el centro de atención dado que están señalados como la principal organela donde ocurre el procesamiento antigénico y el posterior cargado de las moléculas MHC-I. Si bien en la actualidad se conocen algunas moléculas reguladoras de estas etapas de la presentación cruzada, aún se ignoran muchos aspectos importantes que ocurren a nivel fagosomal y toda la información que se dispone es cualitativa. Es decir, no hay análisis cuantitativos disponibles de estos pasos intracelulares. Por lo tanto, esta línea de investigación busca combinar herramientas de modelización computacional con técnicas de fraccionamiento subcelular para  comprender en detalle la compleja dinámica de transporte y cargado de las moléculas MHC-I a nivel fagosomal. Este abordaje experimental cualitativo y cuantitativo tiene como objetivo ir abandonando los modelos informales vigentes de la presentación cruzada, y reemplazarlos por modelos formales más representativos de la realidad.