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Tesis Doctoral
DOI
https://doi.org/10.11606/T.42.2020.tde-18122019-110528
Documento
Autor
Nombre completo
Amanda Campelo Lima Melo Feitosa
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Paulo, 2019
Director
Tribunal
Câmara, Niels Olsen Saraiva (Presidente)
Castro Junior, Gilberto de
Júnior, Ildefonso Alves da Silva
Rodrigues, Elaine Guadelupe
Título en portugués
Impacto da via de sinalização AMPK na modulação da resposta imune antitumoral por linfócitos T CD4+ e CD8+
Palabras clave en portugués
Melanoma; Linfócito T; AMPK; mTOR; Metformina
Resumen en portugués
Já foi descrito que o tratamento com metformina interfere no desenvolvimento e na progressão de tumores. Além da atuação direta através das modificações geradas no metabolismo, a metformina impacta a atividade das células do sistema imune e da célula tumoral, levando a modificações no microambiente tumoral que podem ser benéficas ou não. Sabendo que o efeito da metformina é em parte devido à ativação das vias AMPK e mTOR, formulamos a hipótese de que a ausência da via AMPK no linfócito T CD4+ e CD8+ influenciaria a progressão do melanoma murino B16F10. Portanto, o objetivo deste trabalho é avaliar se o impacto da via metabólica da AMPK em linfócitos T é capaz de alterar o processo de desenvolvimento tumoral no modelo de melanoma murino, bem como compreender quais são os mecanismos imunes efetores envolvidos neste processo. Em um trabalho prévio já publicado pelo nosso grupo, mostramos que, in vivo, a metformina apresenta um efeito antitumoral significativo. Vimos que esse efeito é parcialmente dependente do sistema imune e que os linfócitos T possuem um importante papel nessa proteção. Sabendo disto, utilizamos animais do sistema Cre-lox que não possuíam AMPK (CD4cre+AMPKfl/fl) e Raptor (CD4cre+Raptorfl/fl) no linfócito T CD4+ e CD8+. Vimos que os animais CD4cre+AMPKfl/fl são protegidos do desenvolvimento tumoral nos dois modelos de melanoma analisados e que os pulmões com tumor destes animais possuem uma menor população de linfócitos T CD4+, CD4+PD-1+, T CD8+PD-1+, uma maior população de linfócitos T CD8+IFN-+ bem como uma menor população de linfócitos T CD4+ no baço e no tumor primário destes animais. Vimos ainda no pulmão dos animais CD4cre+AMPKfl/fl com tumor, uma maior expressão relativa do genes tnf- e hk-2. Quanto aos animais CD4cre+Raptorfl/fl observamos que estes possuem também um menor desenvolvimento de metástases pulmonares e uma maior sobrevida em relação aos animais controle. Mostramos também que a deleção de AMPK não é capaz de alterar a proliferação de linfócitos T e nem interferir na diferenciação destas células em células Tregs. Já o tratamento de linfócitos T CD4+ ativados com metformina foi capaz de alterar a proliferação destas células de maneira independente de AMPK nos linfócitos T bem como interferiu na diferenciação de células Tregs apenas nos animais CD4cre+AMPKfl/fl. Quanto ao metabolismo, vimos que a deleção de AMPK nos linfócitos T diminuiu a massa mitocondrial e o potencial de membrana de linfócitos T CD4+ ativados, porém não interferiu na respiração celular destas células (OXPHOS). Já quando tratamos estas células com metformina, notamos que os linfócitos T CD4+ de ambos os animais usados fazem menos OXPHOS, mostrando que esse efeito é independente da via AMPK nos linfócitos T, além de reduzir a massa mitocondrial de maneira dependente de AMPK nos linfócitos T. Juntos, estes resultados sugerem que AMPK e mTORC1 no linfócito T é prejudicial no contexto do melanoma murino B16F10 e que a deleção de AMPK nos linfócitos T CD4+ e CD8+ altera aspectos imunes e metabólicos.
Título en inglés
Impact of the AMPK signaling pathway on the modulation of the antitumor immune response by T cells CD4+ and CD8+
Palabras clave en inglés
AMPK
Key-words
Melanoma
Metformin
mTOR
T cells
Resumen en inglés
It has been reported that metformin treatment interferes with the development and progression of tumors and, in addition to direct action through changes in metabolism, it is possible that alterations impact the activity of cells of the immune system, as well as the tumor cell, leading to modifications on the tumor microenvironment that may or may not be beneficial. Considering that the effect of metformin results, in part, by the activation of AMPK and mTOR pathways, we hypothesized that the absence of these pathways in CD4+and CD8+ T cells would influence the progression of murine melanoma B16F10. Therefore, the purpose of this study is to evaluate whether the impact of AMPK metabolic pathway on T cells is able to cause modifications on tumor development process of the murine melanoma model, as well as to understand what are the effector immune mechanisms involved in this process. In previous work already published by our group, we demonstrated that in vivo metformin has a significant antitumor effect. We have seen that this effect is partially dependent on the immune system and that T cells plays an important role in this protection. Based on this, we used animals of the Cre-lox system that did not have AMPK (CD4cre+AMPKfl/fl) and Raptor (CD4cre+Raptorfl/fl) in the CD4+ and CD8+ T cells. We have seen that CD4cre+AMPKfl/fl animals are protected from tumor development in the two melanoma models analyzed and that the tumor lungs of these animals have a smaller CD4+, CD4+PD1+, CD8+PD-1+ T cell population, a larger population of CD8+IFN-+ T cells, as well as a smaller population of CD4+ T cells in the spleen and primary tumor of these animals. We also verified a higher relative expression of the tnf- and hk-2 genes in the lung of CD4cre+AMPKfl/fl animals with tumor. As for the CD4cre+Raptorfl/fl animals, we observed that they also have a lower development of lung metástases and a longer survival than control animals. We also demonstrated that AMPK deletion cannot change T cells proliferation and cannot interfere on the differentiation of these cells into Tregs cells of the tested concentrations, but treatment of metformin-activated CD4+ T cells was able to modify proliferation of these cells of independently AMPK in T cells as well as interfered Tregs cell differentiation only in CD4cre+AMPKfl/fl animals. Regarding metabolism, we verified that deletion of AMPK in T cells decreased mitochondrial mass and membrane potential of activated CD4+ T cells, but did not interfere cellular respiration of these cells (OXPHOS). When we treated these cells with metformin, we noted that CD4+ T cells of both animals do less OXPHOS, demonstrating that this effect is independent of the AMPK pathway in T cells, in addition to reducing AMPK-dependent mitochondrial mass in T cells. Together, these results suggests that AMPK and mTORC1 in T cells is prejudicial in the context of murine melanoma B16F10 and that deletion of AMPK in CD4+ and CD8+ T cells changes immune and metabolic aspects.
 
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Fecha de Liberación
2021-12-17
Fecha de Publicación
2020-02-14
 
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