La vía de HIF-1 y la señalización purinérgica regulan la respuesta citotóxica de células T CD4 durante la cardiomiopatía Chagásica /
La enfermedad de Chagas, causada por el protozoo Trypanosoma cruzi, continúa siendo un problema de salud pública en América Latina. A pesar de los avances en vigilancia epidemiológica y control vectorial, millones de personas permanecen infectadas, y una proporción significativa progresa hacia compl...
| Main Author: | |
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| Other Authors: | , , , , |
| Format: | Thesis Book |
| Language: | Spanish |
| Published: |
Córdoba :
[s. n.],
2025
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| Subjects: | |
| Online Access: | Este documento se encuentra disponible en el Repositorio Digital de la Universidad Nacional de Córdoba, Argentina. |
| Summary: | La enfermedad de Chagas, causada por el protozoo Trypanosoma cruzi, continúa siendo un problema de salud pública en América Latina. A pesar de los avances en vigilancia epidemiológica y control vectorial, millones de personas permanecen infectadas, y una proporción significativa progresa hacia complicaciones crónicas, siendo la cardiomiopatía Chagásica crónica (CCC) su manifestación más grave. Esta forma clínica se caracteriza por una respuesta inflamatoria persistente en estrecha asociación con la presencia del parásito en el tejido cardíaco. La respuesta inmune es fundamental para el control parasitario, pero, sin embargo, puede causar daño cardíaco. Un potencial mecanismo inmunosupresor que podría modular las funciones efectoras de las células inmunes es el eje HIF-1/sistema purinérgico. Dado que T. cruzi es un patógeno intracelular, su control inmune depende fundamentalmente de macrófagos, células NK y células T CD4 y CD8. En este contexto, la respuesta citotóxica se ha atribuido tradicionalmente a células NK y células T CD8. Sin embargo, estudios recientes han identificado una subpoblación de células T CD4 con capacidad citotóxica (CD4 CTLs), cuya participación en contextos infecciosos y tumorales ha generado un creciente interés terapéutico. A pesar de su potencial funcional, el papel de estas células durante la infección por T. cruzi permanecía, hasta ahora, escasamente explorado. En esta tesis, investigamos de manera integral el rol de la señalización vía HIF-1/sistema purinérgico en la regulación de las CD4 CTLs durante la infección experimental y humana por T. cruzi. Utilizando modelos murinos, demostramos que la infección induce hipoxia tisular con estabilización de HIF-1, el cual promueve la expresión de las ectoenzimas CD39 y CD73 en células T CD4. Estas enzimas controlan la degradación secuencial del ATP extracelular (eATP) a adenosina (ADO), estableciendo un eje de regulación clave sobre la respuesta T. En este contexto, evidenciamos que el eATP actúa como una señal proinflamatoria que potencia la diferenciación de CD4 CTLs mediante el receptor P2X7, mientras que la ADO ejerce efectos inmunosupresores a través del receptor A2a, inhibiendo la capacidad citotóxica de estas células. Esta dualidad funcional del sistema purinérgico emerge como un eje central en la regulación de la respuesta T CD4 citotóxica. Nuestros resultados revelan que la inhibición de la actividad de CD73 potencia la expansión de CD4 CTLs y mejora el control parasitario durante la fase aguda de la infección. Sin embargo, esta hiperactivación se asoció con alteraciones funcionales del tejido cardíaco en la fase crónica. Asimismo, identificamos un impacto diferencial de CD73 sobre las distintas poblaciones de células T, ya que su inhibición no modificó el potencial citotóxico de las células T CD8. Estos hallazgos sugieren que las CD4 CTLs pueden ejercer una función dual, siendo protectoras en etapas tempranas de la infección, pero con un potencial inmunopatogénico en etapas avanzadas. De forma complementaria, estudios en pacientes con enfermedad de Chagas crónica exhibieron un aumento de células T CD4⁺Granzima B⁺ en sangre periférica. Asimismo, el análisis transcriptómico de tejido cardíaco de pacientes con CCC mostró un enriquecimiento de genes asociados a la vía HIF-1, el metabolismo de purinas y la citotoxicidad mediada por células T CD4, con una marcada sobreexpresión de CD73. En conjunto, estos resultados indican que la vía HIF-1/CD73/ADO se encuentra activa en el microambiente cardíaco infectado, posiblemente como un mecanismo adaptativo destinado a limitar el daño tisular, pero que, al mismo tiempo, podría favorecer tanto a la persistencia del parásito como al remodelado patológico. Nuestros resultados también muestran que la regulación dinámica de CD73 en células T CD4 está influenciada por el entorno inflamatorio y por citoquinas clave como IFN-γ e IL-6, lo que refuerza la idea de que la señalización purinérgica es altamente dinámica y dependiente del contexto. Esta tesis establece un marco conceptual novedoso en el que el eje HIF-1/CD73/ADO emerge como un regulador clave de la diferenciación y funcionalidad de las CD4 CTLs durante la infección con T. cruzi. Nuestros hallazgos postulan a esta vía como un modulador clave del equilibrio entre inmunidad protectora y daño inmunomediado, con implicancias directas en la progresión hacia la CCC. Proponemos que la combinación de estrategias inmunomoduladoras dirigidas al sistema purinérgico con terapias antiparasitarias convencionales podría constituir un enfoque eficaz para potenciar la respuesta inmunitaria sin comprometer la integridad tisular en pacientes con enfermedad de Chagas. Chagas disease, caused by the protozoan Trypanosoma cruzi, remains a public health problem in Latin America. Despite advances in epidemiological surveillance and vector control, millions of people remain infected, and a significant proportion progress to chronic complications, with chronic Chagas cardiomyopathy (CCC) representing the most severe manifestation. This clinical form is characterized by a persistent inflammatory response closely associated with the presence of the parasite in cardiac tissue. Immune response is essential for parasite control; however, it can also cause cardiac damage. A potential immunosuppressive mechanism that could modulate the effector functions of immune cells is the axis HIF-1/purinergic signaling system. Given that T. cruzi is an intracellular pathogen, its immune control fundamentally relies on macrophages, NK cells, and CD4 and CD8 T-cells. In this context, the cytotoxic response has been attributed exclusively to NK cells and CD8 T-cells. However, recent studies have identified a subpopulation of CD4 T-cells with cytotoxic capacity (CD4 CTLs), whose involvement in infectious and tumor contexts has motivated growing therapeutic interest. Despite their functional potential, the role of these cells during T. cruzi infection had, until now, remained scarcely explored. In this thesis, we comprehensively investigated the role of HIF-1/purinergic signaling in the regulation of CD4 CTLs during both experimental and human T. cruzi infection. Using murine models, we demonstrated that infection induces tissue hypoxia with stabilization of HIF-1, which promotes the expression of the ectoenzymes CD39 and CD73 in CD4 T-cells. These enzymes regulate the sequential degradation of extracellular ATP (eATP) into adenosine (ADO), establishing a key regulatory axis of T-cell responses. In this context, we showed that eATP acts as a proinflammatory signal that enhances CD4 CTL differentiation via the P2X7 receptor, while ADO exerts immunosuppressive effects through the A2a receptor, inhibiting the cytotoxic capacity of these cells. This functional duality of the purinergic system emerges as a central axis in the regulation of CD4 T-cell cytotoxic responses. Our results reveal that the inhibition of CD73 activity enhances CD4 CTL expansion and improves parasite control during the acute phase of infection. However, this hyperactivation was associated with functional alterations in cardiac tissue during the chronic phase. Moreover, we identified a differential impact of CD73 on distinct T-cell populations, as its inhibition did not alter the cytotoxic potential of CD8 T-cells. These findings suggest that CD4 CTLs may exert a dual function, being protective during the early stages of infection but potentially immunopathogenic in later stages. Complementarily, studies in patients with chronic Chagas disease exhibited an increase in Granzyme B⁺CD4⁺ T-cells in peripheral blood. Additionally, transcriptomic analysis of cardiac tissue from CCC patients showed an enrichment of genes associated with the HIF-1 pathway, purine metabolism, and CD4 T-cell-mediated cytotoxicity, with marked overexpression of CD73. Taken together, these results indicate that the HIF-1/CD73/ADO axis is active in the infected cardiac microenvironment, possibly as an adaptive mechanism intended to limit tissue damage, but which may also favor both parasite persistence and pathological remodeling. Our results also show that the dynamic regulation of CD73 in CD4 T-cells is influenced by the inflammatory milieu and by key cytokines such as IFN-γ and IL-6, further supporting the idea that purinergic signaling is highly dynamic and context-dependent. This thesis establishes a novel conceptual framework in which the HIF-1/CD73/ADO axis emerges as a key regulator of CD4 CTL differentiation and functionality during T. cruzi infection. Our findings identify this pathway as a critical modulator of the balance between protective immunity and immune-mediated tissue damage, with direct implications for progression toward CCC. We propose that combining immunomodulatory strategies targeting the purinergic system with conventional antiparasitic therapies could represent an effective approach to enhance the immune response without compromising tissue integrity in patients with Chagas disease. |
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| Item Description: | Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología (CIBICI) – CONICET Departamento de Bioquímica Clínica, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Nacional de Córdoba Córdoba, Argentina 2025 |
| Physical Description: | 1 Archivo PDF : [recurso electrónico] ; 7.2 MB |