El lector de ARN M6 A YTHDF2 controla la inmunidad antitumoral y antiviral de las células NK, parte 1

Introducción

Las células asesinas naturales (NK) son las células linfoides innatas predominantes que median la inmunidad antiviral y antitumoral (Spits et al., 2016). Reconocen células cancerosas e infectadas por virus a través de sus múltiples receptores activadores e inhibidores expresados ​​en superficies y las matan mediante un efecto citotóxico (Sun y Lanier, 2011).

El asesino natural está estrechamente relacionado con la inmunidad porque las células asesinas naturales son una parte importante del sistema inmunológico. Las células asesinas naturales son un tipo de células inmunitarias que pueden identificar y matar rápidamente células cancerosas y patógenos. Pueden identificar y atacar células anormales sin dañar las células normales.

La inmunidad es la capacidad del cuerpo para resistir enfermedades e infecciones, y es la defensa contra patógenos extraños invasores a través de diversos mecanismos del sistema inmunológico. Las células asesinas naturales son una de las armas más importantes. Pueden combatir directamente patógenos y células tumorales, e incluso trabajar en conjunto con otras células inmunes para mejorar el efecto de combatir enfermedades.

Mantener una buena inmunidad es importante para prevenir y tratar muchas enfermedades. Algunos factores relacionados con la actividad y la inmunidad de las células asesinas naturales incluyen:

1. Nutrición: Los buenos hábitos alimentarios y la ingesta de nutrientes adecuados pueden promover la actividad de las células asesinas naturales. Por ejemplo, nutrientes como las vitaminas C, E y el ácido fólico desempeñan un papel importante en el aumento de la actividad de las células asesinas naturales.

2. Ejercicio: El ejercicio moderado puede mejorar la función inmune y la cantidad de células asesinas naturales, promoviendo una mejor respuesta inmune.

3. Estilo de vida saludable: Dejar de fumar, limitar el consumo de alcohol, dormir lo suficiente, reducir el estrés y eliminar las emociones negativas pueden mejorar la inmunidad y potenciar la actividad de las células asesinas naturales.

En resumen, las células asesinas naturales son una de las armas más importantes del sistema inmunológico. Una buena inmunidad puede proteger al cuerpo de las enfermedades. Al adoptar un estilo de vida saludable, mantener una buena nutrición y realizar ejercicio moderado, puede aumentar la cantidad y la actividad de las células asesinas naturales, mejorar la inmunidad y, por lo tanto, mejorar continuamente la salud de su cuerpo. Se puede ver que necesitamos mejorar la memoria, y Cistanche deserticola puede mejorar significativamente la memoria porque Cistanche deserticola es un material medicinal tradicional chino que tiene muchos efectos únicos, uno de los cuales es mejorar la memoria. La eficacia de Cistanche deserticola proviene de los múltiples ingredientes activos que contiene, incluidos ácido tánico, polisacáridos, glucósidos flavonoides, etc. Estos ingredientes pueden promover la salud del cerebro a través de una variedad de vías.

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También pueden producir un conjunto distinto de citocinas, como IFN-, TNF- e IL-10, o quimiocinas, como MIP-1 y - y RANTES, que pueden provocar aún más respuestas inmunitarias adaptativas (Spits). et al., 2016). Juntas, las actividades multifuncionales de las células NK ayudan a eliminar objetivos susceptibles y amplifican las respuestas inflamatorias contra virus y cánceres.

Como la modificación postranscripcional más frecuente en el ARNm de mamíferos, la modificación N6-metiladenosina (m6A) está emergiendo como un mecanismo regulador generalizado que controla la expresión genética en diversos procesos fisiológicos (Yue et al., 2015).

Sin embargo, aún no se comprende completamente cómo la metilación de m6A regula la inmunidad mediada por células innata y adaptativa y, hasta este informe, sigue siendo desconocida en las células NK.

Recientemente, se ha demostrado que los receptores de antígenos quiméricos (CAR) redirigen las células NK hacia células tumorales que expresan un antígeno correspondiente, creando oportunidades para luchar contra el cáncer (Chenet al., 2016; Chu et al., 2014; Han et al., 2015; Liu et al., 2020; Tang et al., 2018; Yilmaz et al., 2020).

Por lo tanto, definir claramente el papel de la modificación de m6A en las células NK no solo mejorará en gran medida nuestra comprensión de las modificaciones del ARN como una capa novedosa y crítica de la regulación genética postranscripcional que controla las funciones de las células inmunes innatas, sino que también puede brindarnos una nueva oportunidad para mejorar la función efectora de las células NK y la supervivencia en el cáncer. inmunoterapia.

Las metiltransferasas m6A ("escritoras", por ejemplo, METTL3 y METTL14) y las desmetilasas ("borradores", por ejemplo, masa grasa y proteína asociada a la obesidad [FTO] y ALKBH5) controlan dinámicamente el panorama de metilación de m6A (Shi et al., 2019).

Las proteínas lectoras de Them6A (proteínas YTHDF1, YTHDF2 y YTHDF3 de la familia que contienen el dominio YTH [YTHDF] y proteínas de unión al ARNm del factor de crecimiento similar a la insulina 2 [IGF2BP] IGF2BP1, IGF2BP2 e IGF2BP3) se unen preferentemente al ARN metilado y median funciones específicas, incluidas promoviendo la traducción o afectando la estabilidad de los ARNm modificados con m6A (Huang et al., 2018; Shi et al., 2019; Wang et al., 2014; Wang et al., 2015).

Estudios recientes han demostrado que la metilación de m6A está involucrada en la inmunidad mediada por células inmunitarias innatas y adaptativas (Shulman y Stern-Ginossar, 2020). La eliminación de la proteína METTL3 m6Awriter en células T de ratón altera la homeostasis y la diferenciación celular al atacar la vía IL-7/SOCS/STAT5 (Li et al., 2017). METTL3 mantiene las funciones supresoras de las células T reg a través de la señalización IL-2/STAT5 (Tong et al., 2018).

La metilación del ARN m6A desempeña un papel esencial en el desarrollo temprano de las células B (Zheng et al., 2020). Un informe reciente mostró que la metilación del ARNm m6A mediada por METTL3- promueve la activación de las células dendríticas (DC) (Wang et al., 2019a).

Los ARNm modificados con m6A que codifican catepsinas lisosomales pueden ser reconocidos por YTHDF1 en las CD, suprimiendo así la capacidad de cebado cruzado de las CD e inhibiendo las respuestas inmunes antitumorales (Han et al., 2019).

Las modificaciones de m6A también controlan la respuesta inmune innata a la infección viral (Liu et al., 2019; Rubio et al.,2018; Winkler et al., 2019). Sin embargo, no se ha informado si las modificaciones de m6A afectan la respuesta inmune mediada por células NK a células tumorales y virus, y cómo lo hacen. YTHDF2 es un lector de m6A bien reconocido que actúa reconociendo y uniéndose específicamente a los ARN que contienen m6A y promoviendo la degradación de las transcripciones objetivo (Wang et al., 2014).

Según la base de datos de BioGPS (Wu et al., 2013) y nuestros datos preliminares, las células NK murinas expresan YTHDF2 en un alto nivel, mientras que se desconoce su papel en la regulación de las células NK. Esto nos motivó a estudiar YTHDF2 en células NK utilizando un enfoque de eliminación condicional.

Mostramos que el agotamiento de Ythdf2 en células NK de ratón afectó significativamente la inmunidad antitumoral y antiviral de las células NK. Además, YTHDF2 controlaba la homeostasis, la maduración y la supervivencia de las células NK en un estado estable. Por lo tanto, las modificaciones YTHDF2 o m6A en general desempeñan funciones multifacéticas en la regulación de las células NK.

Resultados

YTHDF2 está regulado positivamente en las células NK murinas por IL-15, infección por CMV murina y progresión tumoral

Para estudiar el papel de las modificaciones de m6A en las células NK, primero analizamos los niveles de expresión de los escritores, borradores y lectores de m6A en células NK murinas utilizando la base de datos BioGPS (http://biogps.org).

En consecuencia, la expresión del ARNm de Ythdf2 fue la más alta entre las otras enzimas y lectores m6A (Fig. 1 A). Curiosamente, encontramos que las células NK también tienen ARNm constitutivo y expresión de proteínas de Ythdf2 en niveles altos en comparación con la mayoría de las otras células inmunes, incluidas las células B. , macrófagos y CD (Fig. 1 B y Fig. S1 A).

Las células NK pueden ser activadas por IL-15, que es un regulador clave de la homeostasis y supervivencia de las células NK (Becknell y Caligiuri, 2005). Aprovechando la base de datos Gene Expression Omnibus (GEO), encontramos que las células NK activadas por IL-15 tienen niveles más altos de ARNm de Ythdf2 en comparación con otras enzimas m6A y lectores que probamos (Fig. 1 C; analizado de GEO con el número de acceso. GSE106138).

De acuerdo con nuestro análisis de los datos de GEO, nuestra PCR cuantitativa en tiempo real (qPCR) e inmunotransferencia mostraron que la activación de IL-15 de las células NK aumentó significativamente Ythdf2 tanto a nivel de ARNm como de proteína y que Ythdf2 tenía un nivel de expresión muy alto en IL{ {4}}–células NK activadas en comparación con otras enzimas m6A y lectores que probamos (Fig. 1, D – F; y Fig. S1 B).

Los niveles de proteína de YTHDF2 también aumentaron significativamente en las células NK de ratones transgénicos (Tg) IL-15 que generamos previamente en comparación con los controles WT (Fig. S1 C; Fehniger et al., 2001). Las células NK son críticas mediadores de la inmunidad del huésped contra infecciones virales y neoplasias malignas (Spits et al., 2016). Por lo tanto, evaluamos el patrón de expresión de YTHDF2 en células NK durante la infección por CMV murino (MCMV).

Utilizando la base de datos GEO, encontramos que Ythdf2 estaba regulado positivamente el día 1,5 después de la infección en dos bases de datos independientes (Fig. 1 G y Fig. S1 D). Un ensayo de inmunotransferencia confirmó que los niveles de proteína de YTHDF2 también estaban regulados positivamente el día 1,5 después de la infección con MCMV (Fig. S1 E), lo que indica que YTHDF2 puede desempeñar un papel crítico en la inmunidad antiviral mediada por células NK.

Además de controlar la infección viral, las células NK contribuyen a la inmunovigilancia antitumoral. Luego examinamos los niveles de Ythdf2 durante el desarrollo del tumor. Utilizando el modelo de metástasis de melanoma B16F10, encontramos una reducción de las células NK en el pulmón en la etapa tardía del desarrollo del tumor (Fig. S1 F), lo cual es consistente con un informe anterior (Cong et al. otros, 2018).

Descubrimos que los niveles de ARNm y proteína de Ythdf2 estaban significativamente regulados positivamente en las células NK en la etapa temprana del desarrollo del tumor (Fig. 1 H y Fig. S1 G). En conjunto, estos datos demuestran que YTHDF2 se expresa altamente en las células NK y está regulado positivamente durante la infección viral y la tumorigénesis, lo que nos lleva a plantear la hipótesis de que YTHDF2 desempeña un papel en la regulación de la defensa de las células NK contra la tumorigénesis y la infección viral.

La deficiencia de YTHDF2 afecta la inmunidad antitumoral de las células NK

Para definir el papel de YTHDF2 en la inmunidad antitumoral mediada por células NK, primero generamos ratones floxados Ythdf2 (Fig. S1, H e I). Luego generamos ratones knockout condicionales específicos de células NK (en adelante, ratones Ythdf2ΔNK) cruzando ratones Ythdf2fl/fl con ratones Ncr1-iCre (Narni-Mancinelli et al., 2011). La eliminación de Ythdf2 en células NK se verificó mediante qPCR e inmunotransferencia (Fig. S1, J y K).

Luego establecimos un modelo de melanoma metastásico mediante inyección intravenosa de células B16F10 en ratones Ythdf2WT e Ythdf2ΔNK. Como se muestra en la Fig. 2 A, los ratones Ythdf2ΔNK mostraron una carga mucho mayor de nódulos metastásicos que la de los ratones Ythdf2WT.

Encontramos una reducción significativa en el porcentaje y el número absoluto de células NK infiltradas en tejidos tumorales de ratones Ythdf2ΔNK en comparación con las observadas en ratones Ythdf2WT (Fig. 2, B y C). Mientras tanto, las células NK infiltradas de ratones Ythdf2ΔNK mostraron una disminución significativa en la expresión de IFN-, granzima B y perforina en comparación con las de ratones Ythdf2WT (Fig. 2, D – F).

Sin embargo, los porcentajes de células T CD4+ y células T CD8+ y su expresión de IFN- fueron comparables entre los ratones Ythdf2WT y los ratones Ythdf2ΔNK (Fig. S1, L – O), lo que sugiere que YTHDF2 en las células NK Es esencial para controlar las metástasis tumorales.

Para confirmar el requisito celular intrínseco de YTHDF2 para la inmunidad antitumoral mediada por células NK, transferimos de forma adoptiva un número igual de células NK de ratones Ythdf2ΔNK o Ythdf2WT a ratones Rag2-/-Il2rg-/-, que carecen de células T, B y NK. , 1 día antes de una inyección de células tumorales B16F10 (Fig. 2 G). Encontramos una incidencia significativamente mayor de metástasis tumorales en ratones transferidos con células NK Ythdf2ΔNK en comparación con ratones inyectados con células NK Ythdf2WT (Fig. 2 G).

De manera similar, en este modelo, también encontramos una reducción significativa en el porcentaje y el número absoluto de células NK Ythdf2ΔNK infiltrantes (Fig. 2, H e I), así como una disminución en la expresión de IFN-, granzima B y perforina en ratones que recibieron adoptivamente transfirieron células NK Ythdf2ΔNK en comparación con aquellas que recibieron células NK Ythdf2WT (Fig. 2, J-L). Estos datos indican un papel celular intrínseco de YTHDF2 en la regulación de la inmunidad antitumoral de las células NK.

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