Characterization of NK cells in mouse models of systemic lupus erythematosus and of the role of the p85β pi3k subunit in NKG2D signaling in NK cells

Abstract

Tesis Doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Biología Molecular. Fecha de lectura: 22-11-2013Natural killer (NK) cells are large granular lymphocytes that play an important part as a link between the innate and adaptive immune systems. Various autoimmune diseases are correlated with alterations in the activity of NK cells; nonetheless, their role in the pathogenesis of systemic lupus erythematosus (SLE), a complex multi-factorial disease, has not been extensively studied. One of the most important activating NK cell receptors is NKG2D, which is able to signal via the p85 subunit (either the α or β subunit) of the PI3K (phosphatidylinositide 3-kinase) enzyme, to which it binds indirectly via the DAP10 adaptor molecule. It is not known which of the two p85 subunits binds preferentially to DAP10, or whether the p85β subunit participates in mediating NKG2D receptor signaling. In the first part of this work, we studied the role of NK cells in murine models of SLE. We show that the MRL/MpJ mouse is a useful model for this analysis, and that NK cells in diseased mouse spleen suffer from impaired differentiation, which is site-specific. In addition, we show that NK cells in the kidneys of diseased SLE-like mice are phenotypically more mature and more active compared to those of healthy mice and in other non-target organs. We report the expression of the NKG2D ligands Rae-1 and Mult-1 specifically in the glomeruli of various lupus-prone mouse models. Expression of these ligands increases concomitantly with disease state and influences NK cell maturation and IFN-γ production. For the second section of the study, we analyzed the PI3K p85β subunit function in NK cells. We demonstrate that p85β is not involved in NK cell differentiation, proliferation, or maturation. The p85β-deficient NK cell phenotype is more activated than that of control mouse NK cells, as seen via cytotoxicity assays and cytokine secretion. We found that this activated phenotype is probably due to the role of p85β in NKG2D internalization, which is impaired in as p85β-deficient NK cells. Our findings identify an undescribed NK cell function in SLE pathogenesis and of the p85β PI3K subunit in the regulation of the NKG2D receptor function.Las células “asesinas naturales” (NK) son linfocitos que sirven como enlace entre el sistema inmune adaptativo e innato. Alteraciones en la actividad en las células NK están correlacionadas con enfermedades autoinmunes, aunque el papel de estas células en el Lupus Sistémico Eritromatoso (SLE), una enfermedad compleja y multifactorial, aún sigue siendo controvertido. Uno de los receptores de activación mas importantes en las células NK es el receptor NKG2D. NKG2D se une a la molécula adaptadora DAP10, y señaliza a través de la subunidad p85 del enzima PI3K. Aún no se sabe cual de las dos subunidades de p85 se une preferiblemente a la molécula adaptadora DAP10, ni si la subunidad p85β tiene un papel en la señalización mediada por el receptor NKG2D. En la primera parte de este trabajo, hemos estudiado el papel de las células NK en modelos murinos de SLE. Demostramos que el modelo MRL/MpJ es un modelo válido para el estudio de células NK en SLE, y que las células NK en el bazo de ratones enfermos tienen defectos en diferenciación. Demostramos también que células NK en los riñones de ratones enfermos con SLE son fenotipicamente más maduras y más activas comparadas con las células NK de ratones sanos, y con las células NK presentes en órganos no afectados por la enfermedad. Además, reportamos la expresión de los ligandos de NKG2D Rae-1 y Mult-1 específicamente en los glomérulos de varios ratones con susceptibilidad genética a desarrollar SLE. La expresión de estos ligandos aumenta con la progresión de la enfermedad, y que la expresión de estos ligandos influye en la maduración y producción de IFN-γ por parte de células NK. En la segunda parte de este trabajo hemos estudiado el papel de la subunidad p85β en células NK. Demostramos que la subunidad p85β no está involucrada en la diferenciación, proliferación, o maduración de células NK. Sin embargo, mostramos cómo las células NK de ratones deficientes de p85β tienen un fenotipo mas activado, como se demuenstra mediante ensayos de citotoxicidad y secreción de citoquinas. Este fenotipo más activo podría deberse al papel que p85β juega en la internalización de NKG2D, dado que las células NK deficientes en p85β tienen defectos en la internalización de dicho receptor. Estos resultados indican un papel nuevo para las células NK en la patogénesis de SLE y de la subunidad p85β de PI3K en la regulación de las funciones del receptor NKG2D