Orientadores: José Andrés Yunes, Jorg Kobarg

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia

Resumo: A IL-7 é uma citocina essencial para o desenvolvimento, sobrevivência, e proliferação dos timócitos prematuros normais no timo e linfócitos T maduros nos órgãos linfoides periféricos. O receptor da IL-7 é um heterodímero constituído pela IL-7Ra (codificado pelo gene IL7R) e IL-2Ry. A IL-2Ry...

Resumo: A IL-7 é uma citocina essencial para o desenvolvimento, sobrevivência, e proliferação dos timócitos prematuros normais no timo e linfócitos T maduros nos órgãos linfoides periféricos. O receptor da IL-7 é um heterodímero constituído pela IL-7Ra (codificado pelo gene IL7R) e IL-2Ry. A IL-2Ry participa também dos receptores da IL-2, IL-4, IL-9, IL-15 e IL-21, sendo por isso conhecida como cadeia comum gama ou yc. A sinalização via IL-7 é imprescindível para o processo de rearranjo V(D)J dos receptores de células T (TCR), pois leva à modificação da cromatina que permite o acesso da recombinase aos loci TCR no DNA Camundongos defeituosos para a cadeia alfa do receptor da IL-7 (IL-7Ra) desenvolvem imunodeficiências devido à falta de células T. A via IL-7/IL-7Ra é também importante para proliferação e sobrevivência da leucemia linfóide aguda de células T (LLA-T). Suspeitando da existência de mutações em IL7R resultando em ganho de função e hiperativação da via IL-7/IL-7Ra, procurou-se por mutações no gene do IL-7Ra em mais de 50 casos de LLA-T pediátrica. Procurou-se também mutações no domínio de autoinibição das JAK1 e JAK3, moléculas associadas ao IL-7Ra e IL-2Ry, respectivamente. Aproximadamente 9% das LLA-T pediátricas apresentaram mutações no IL-7Ra, resritas a uma região estreita do éxon 6, que resultaram, na maioria dos casos, em inserções de uma cisteína no domínio transmembrana/justamembrana da proteína. A presença dessa cisteína leva à homodimerização das cadeias IL-7Ra mediante a formação de pontes de dissulfeto e à ativação constitutiva do IL-7Ra independente de seu ligante, conforme verificado pela fosforilação de JAK1, STAT5, AKT e BAD e análise de mutantes artificiais do IL-7Ra com subtração ou adição de resíduo de cisteína. Verificou-se também que o local de inserção da cisteína é crítico para que a homodimerização das cadeias IL-7Ra mutantes resulte em ativação da via JAK/STAT. Receptores imitados tiveram um efeito transformante nas linhagens celulares Dl e Ba/F3, que sobreviveram na ausência dos fator de crescimento IL-7 e IL-3, respectivamente. Além disso, células Dl transduzidas com IL7R mutante, quando injetadas em camundongos knockout (KO) para IL7, causaram esplenomegalia, metástase e tumor no local da injeção. Resultados semelhantes foram obtidos com a expressão ectópica do IL7R mutante em células progenitoras hematopoiéticas de camundongos knockout para IL7R, JAK3 e/ou IL2RG, demonstrando que o homodímero IL-7Ra mutante atua independentemente dessas moléculas. Em conclusão, mutações no IL7R contribuem para a leucemogenese em 9% das crianças com LLA-T. Espera-se que a melhor caracterização do mecanismo responsável pela ativação constitutiva do IL-7Ra mutante abra caminho para o desenho de novas drogas e anticorpos monoclonais, o que permitirá avaliar o valor terapêutico do bloqueio/inibição do IL-7Ra mutante nas LLA-T

.Abstract: The IL-7, a product of stromal cells, is normally required for T cells development and for survival of mature peripheral T cells. The IL-7R consists of two components, the IL-7Ra (encoded by IL7R) and the common gamma chain (yc), or IL-2Ry, that is shared by receptors for IL-2, IL-4,...

.Abstract: The IL-7, a product of stromal cells, is normally required for T cells development and for survival of mature peripheral T cells. The IL-7R consists of two components, the IL-7Ra (encoded by IL7R) and the common gamma chain (yc), or IL-2Ry, that is shared by receptors for IL-2, IL-4, IL-9, IL-15 and IL-21. The IL-7 signaling has a role in V(D)J recombination in developing T and B cells by controlling access of the V(D)J recombinase to the locus. IL-7Ra deficiency mice showed a diminished T cell number and impaired lymphocyte development. Further, the IL-7/IL-7Ra pathway is important for T-acute lymphoblastic leukemia (T-ALL) proliferation and survival. Hypothesizing that IL7R gain-of-function mutation could be occurring in T-ALL, 50 T-ALL samples were analyzed for mutations. The kinases JAK1 and JAK3, mat are associated with IL-7Ra and yc, respectively, were also studied for mutations. About 9% of childhood T-ALL presented mutations at the transmembrane domain encoded by éxon 6, and all of mem were in-frame insertions and deletions. In all but three cases there was an insertion of cysteine mat is essential for disulfide bond formation and constitutive activation of the receptor independent of IL-7. The constitutive signaling was confirmed by phosphorylation of JAK1, STAT5, AKT and BAD, and analysis of IL-7Ra artificial mutants with or without cysteine. The position of cysteine insertion is very important to disulfide bond formation, to activate the JAK/STAT pathway and to support the proliferation of Ba/F3 and Dl cell lines in the absence of cytokine. Moreover, IL7R mutant transduced Dl cells injected into ILT1' mice caused splenomegaly, metastasis and tumor at the injection site. Similar results were obtained with the ectopic expression of the IL7R mutant in hematopoietic progenitor cells of IL7K1', JAK3'1' and/or IL2RG'1' mice, demonstrating that the mutant homodimer IL-7Ra operates independently of these molecules. In conclusion, mutations in ÚÍQIL7R contribute to leukemo genes is in 9% of children with ALL-T. We hope mat a better comprehension of the mechanism responsible for the constitutive activation of IL-7Ra mutant opens new perspectives into the design of new drugs and monoclonal antibodies, which may turn into valuable therapeutic treatment