Regulation of Diacylglycerol Kinase alpha in controlling activated T cell fate

Le cellule T CD8+ sono designate per individuare ed eliminare patogeni intracellulari (ad esempio i virus), creando un pool di cellule T memoria per un migliore controllo a successive infezioni. Durante la risposta immunitaria sia primaria che secondaria, le cellule T effettrici attivate proliferano rapidamente per controllare ed eliminare un patogeno invasivo. Tuttavia l’espansione delle cellule CD8+ deve essere bilanciata ad una morte cellulare programmata per prevenire danni collaterali all’ospite. La sindrome linfoproliferativa legata al cromosoma X (X-linked lymphoproliferative disease) XLP-1 è un’immunodeficienza primaria associata ad un’eccessiva espansione delle cellule T CD8+ in seguito all’infezione del virus Epstein-Barr (EBV). XLP-1 è causata da un difetto genetico di SAP, una proteina adattatrice che facilita il signaling attraverso i recettori della famiglia SLAM. Cellule prive di SAP mostrano un’alterata morte indotta da restimolazione (restimulation-induced cell death; RICD), attraverso il T cell receptor (TCR), un processo che normalmente limita l’espansione delle cellule T durante la risposta immunitaria per precludere un massivo accumulo delle cellule T stesse. Cellule prive di SAP mostrano, inoltre, un difetto di inibizione della diacilglicerolo (DAG) chinasi alfa (DGKα), un enzima che converte il DAG ad acido fosfatidico per modulare il signaling del TCR. Elevati livelli di attività di DGKα portano ad un aumento del turnover di DAG e ad una diminuzione dell’attivazione di RasGRP and PKCθ in seguito alla stimolazione del TCR. Il primo obiettivo di questo lavoro è stato di valutare se e come un’aumentata attività funzionale di DGKα possa contribuire alla resistenza alla RICD nelle cellule T di pazienti XLP-1. Abbiamo quindi dimostrato che il silenziamento mediante l’utilizzo di specifici siRNA o l’inibizione farmacologica di DGKα promuove RICD in cellule T prive SAP. Il silenziamento/ inibizione farmacologica di DGKα è sufficiente a recuperare il difetto della polarizzazione di DAG, la formazione della sinapsi immunologica e il reclutamento di PKCθ/RasGRP alla sinapsi immunologica delle cellule T prive di SAP. Sorprendentemente, abbiamo scoperto che l’inibizione di DGKα specificamente recupera l’espressione delle proteine pro-apoptotiche indotte dal TCR quali NUR77 and NOR1, che ripristinano la sensibilità alla RICD delle cellule T prive di SAP. In vivo, l’inibizione farmacologica di DGKα previene l’eccessiva espansione delle cellule T CD8+ e la produzione di IFN-γ in topi SAP–⁄– infettati con il virus Lymphocytic Choriomeningitis (LCMV), mettendo in evidenza che DGKα possa essere target terapeutico attraente per invertire l’immunopatologia associata ad EBV osservata nei pazienti XLP-1 correggendo RICD. Per meglio poter delucidare il signaling pathway grazie al quale la restimolazione del TCR possa indurre l’inibizione di DGKα attraverso l’attivazione o il reclutamento di diverse proteine, abbiamo voluto studiare il coinvolgimento degli interattori di SAP. Abbiamo quindi dimostrato che SAP inibisce l’attività di DGKα mediante un meccanismo che richiede NCK1, CDC42, WASp e Arp2/3, suggerendo che la polimerizzazione dell’actina sia necessaria per RICD in maniera SAP dipendente. Il rimodellamento del citoscheletro è importante sia per l’attivazione che l’interazione con le cellule ed il microambiente, ed esso è in parte governato dalle integrine. Per valutare la possibilità che l’adesione mediante integrine svolga un ruolo prominente nel pathway SAP-DGKα, e sapendo che è presente un link funzionale tra β1 integrin e DGKα, ci siamo chiesti se β1 integrin possa partecipare alla RICD. Sorprendentemente le cellule T silenziate per β1 integrin presentano una significativa riduzione nella RICD, che viene completamente recuperata dal silenziamento di DGKα. Inoltre, abbiamo osservato un’aumentata RICD quando β1 integrin viene simultaneamente reclutata con il TCR suggerendo che la stimolazione attraverso il TCR, porta ad una inibizione di DGKα attraverso SAP che prevede anche il coinvolgimento di β1 integrin e il rimodellamento dell’actina alla sinapsi immunologica. Il signaling di β1 integrin probabilmente gioca un ruolo prominente nel potenziare RICD come co-recettore che aiuta il signaling del TCR per raggiungere la soglia richiesta per indurre la morte cellulare. Riassumendo questo lavoro mette in evidenzia una nuova via di segnalazione che collega SAP, DGKα, β1 integrin e le proteine coinvolte nel rimodellamento actinico, ad un programma autoregolatorio critico che porta all’apoptosi nelle cellule T.