Cannabinoids and immunomodulationnovel therapeutic strategies targeting dendritic cells for inflammatory diseases

Resumen

Las células dendríticas (DCs) son células presentadoras de antígeno profesionales que tienen un papel clave en la inducción de las respuestas inmunes conectando el sistema inmune innato con el adaptativo. La principal función de las DCs es reconocer antígenos en la periferia y transportarlos a los órganos linfoides más próximos. Allí, las DCs presentan los antígenos procesados a las células T vírgenes, induciendo su activación y diferenciación hacia distintos fenotipos dependiendo del antígeno, de las señales encontradas en el ambiente, de las señales co-estimuladoras y de las citoquinas. Cambios en el metabolismo energético de las DCs son esenciales en la regulación de su activación y función. Varios estudios han demostrado la implicación de la autofagia, un proceso catabólico esencial para las células, en el control de la función de las DCs. El sistema endocannabinoide (ECS) es una red compleja de señalización implicada en varios procesos fisiológicos como desarrollo neuronal, plasticidad cerebral, memoria, supervivencia celular, metabolismo e inmunidad. Varios estudios han mostrado que los compuestos cannabinoides presentan propiedades anti-inflamatorias en diferentes enfermedades mediadas por el sistema inmune. Sin embargo, su capacidad para regular las respuestas inmunes no se conoce completamente, especialmente en humanos. Las DCs humanas expresan todos los componentes del ECS. La habilidad de los cannabinoides de inmunomodular el fenotipo y la función de las DCs se desconoce. Teniendo en cuenta estos aspectos, el objetivo de esta Tesis Doctoral es investigar el papel de los cannabinoides sintéticos en la regulación de la función de las DCs humanas, los mecanismos subyacentes y sus posibles implicaciones en modelos preclínicos in vitro e in vivo de enfermedades mediadas por el sistema inmune como posibles nuevas estrategias terapéuticas para la prevención y tratamiento de trastornos inflamatorios. En este trabajo hemos desarrollado y validado la sonda fluorescente HU210- Alexa488 para visualizar y cuantificar células que expresan CB1 en sangre periférica y amígdalas mediante citometría de flujo y microscopía confocal. Además, hemos demostrado, por primera vez, que el cannabinoide sintético WIN55212-2 induce DCs tolerogénicas con capacidad de generar células T reguladoras FOXP3 funcionales mediante mecanismos dependientes de la inducción de autofagia vía CB1 y PPAR¿. La posible relevancia clínica de nuestros resultados fue estudiada en diferentes modelos preclinicos humanos y múridos tanto in vivo como in vitro. El cannabinoide sintético WIN55212-2 ejerce efectos protectores y anti-inflamatorios in vivo en un modelo de sepsis inducida por LPS mediante mecanismos que dependen de la inducción de autofagia vía activación de CB1 y PPAR¿. En un modelo de alergia a cacahuete, la administración de WIN55212-2 durante la provocación con cacahuete protege a los ratones alérgicos de la reacción anafiláctica inmediata. Además, la administración de WIN55212-2 induce la generación de células T reguladoras FOXP3 específicas de alérgeno en la fase efectora tardía. Finalmente, WIN55212-2 repara la alteración del epitelio de las vías respiratorias inducida por rinovirus restaurando la integridad de las proteínas de las uniones estrechas sin afectar a la respuesta inmune innata inducida por las células epiteliales. En resumen, en esta Tesis Doctoral demostramos la capacidad y el mecanismo por el cual el cannabinoide sintético WIN55212-2 inmunomodula el fenotipo y la función de DCs humanas. Además, hemos demostrado potenciales aplicaciones clínicas de WIN55212-2 en diferentes modelos preclínicos humanos y de ratón como sepsis, alergia al cacahuete o inflamación inducida por rinovirus.