Understanding immunoactinopathies: A decade of research on WAS gene defects.

Immunoactinopathies caused by mutations in actin-related proteins are a growing group of inborn errors of immunity (IEI). Immunoactinopathies are caused by a dysregulated actin cytoskeleton and affect hematopoietic cells especially because of their unique capacity to survey the body for invading pathogens and altered self, such as cancer cells. These cell motility and cell-to-cell interaction properties depend on the dynamic nature of the actin cytoskeleton. Wiskott-Aldrich syndrome (WAS) is the archetypical immunoactinopathy and the first described. WAS is caused by loss-of-function and gain-of-function mutations in the actin regulator WASp, uniquely expressed in hematopoietic cells. Mutations in WAS cause a profound disturbance of actin cytoskeleton regulation of hematopoietic cells. Studies during the last 10 years have shed light on the specific effects on different hematopoietic cells, revealing that they are not affected equally by mutations in the WAS gene. Moreover, the mechanistic understanding of how WASp controls nuclear and cytoplasmatic activities may help to find therapeutic alternatives according to the site of the mutation and clinical phenotypes. In this review, we summarize recent findings that have added to the complexity and increased our understanding of WAS-related diseases and immunoactinopathies.

VLA-4 as a Central Target for Modulating Neuroinflammatory Disorders.

The complex steps leading to the central nervous system (CNS) inflammation and the progress to neuroinflammatory and neurodegenerative disorders have opened up new research and intervention avenues. This review focuses on the therapeutic targeting of the VLA-4 integrin to discuss the clear-cut effect on immune cell trafficking into brain tissues. Besides, we explore the possibility that blocking VLA-4 may have a relevant impact on nonmigratory activities of immune cells, such as antigen presentation and T-cell differentiation, during the neuroinflammatory process. Lastly, the recent refinement of computational techniques is highlighted as a way to increase specificity and to reduce the detrimental side effects of VLA-4 immunotherapies aiming at developing better clinical interventions.

Surmounting the obstacles that impede effective CAR T cell trafficking to solid tumors.

Innovative immunotherapies based on immune checkpoint targeting antibodies and engineered T cells are transforming the way we approach cancer treatment. However, although these T cell centered strategies result in marked and durable responses in patients across many different tumor types, they provide therapeutic efficacy only in a proportion of patients. A major challenge of immuno-oncology is thereby to identify mechanisms responsible for resistance to cancer immunotherapy in order to overcome them via adapted strategies that will ultimately improve intrinsic efficacy and response rates. Here, we focus on the barriers that restrain the trafficking of chimeric antigen receptor (CAR)-expressing T cells to solid tumors. Upon infusion, CAR T cells need to home into malignant sites, navigate within complex tumor environments, form productive interactions with cancer cells, deliver their cytotoxic activities, and finally persist. We review the accumulating evidence that the microenvironment of solid tumors contains multiple obstacles that hinder CAR T cells in the dynamic steps underlying their trafficking. We focus on how these hurdles may in part account for the failure of CAR T cell clinical trials in human carcinomas. Given the engineered nature of CAR T cells and possibilities to modify the tumor environment, there are ample opportunities to augment CAR T cell ability to efficiently find and combat tumors. We present some of these strategies, which represent a dynamic field of research with high potential for clinical applicability.

Estudos sobre a função da subunidade α4 de integrina em células T: inativação gênica e inserção de polimorfismos de nucleotídeo único no gene ITGA4

As integrinas são a principal família de proteínas de superfície celular mediadoras de interações intercelulares e com a matriz extracelular (ECM). Com isso, elas desempenham funções em processos celulares distintos, como a diferenciação, proliferação, morte e resposta imune. Além disso, variações nas regiões reguladoras e nas sequências gênicas parecem estar relacionadas com mudanças nos níveis de expressão das integrinas. Nesse sentido, estudos sobre os polimorfismos de base única (SNPs; do inglês, single nucleotide polymorphisms) são considerados centrais para o entendimento de doenças inflamatórias e autoimunes relacionadas a essas proteínas. Visando estudar o papel da integrina \03B14 na biologia dos linfócitos T, definimos duas estratégia experimentais: i) gerar por CRISPR/Cas9 uma linhagem de células Jurkat deficiente geneticamente em ITGA4 (ITGA4-KO); ii) identificação de SNPs do gene ITGA4 e análise in silico do impacto da inserção desses SNPs sobre a relação estrutura-função da integrina VLA-4.Surpreendentemente, a caracterização inicial por sequenciamento massivo de RNA (RNA-Seq) revelou que a ausência da integrina \03B14 modula 443 genes associados à morte celular. Dessa forma, buscando compreender o papel dessa integrina e de suas variantes na regulação de processos celulares e mecanismos moleculares relacionados à sobrevivência celular, decidimos investigar o impacto da ausência da integrina \03B14 na linhagem deficiente em ITGA4 em condições de estresse por privação de soro. Nossos achados indicam que as células mutantes parecem ser mais suscetíveis à ausência de nutrientes. Em comparação às células selvagens, a linhagem ITGA4-KO apresentou uma frequência de apoptose inicial duas vezes maior após 48 horas sem soro fetal bovino no meio de cultura Contudo, nós observamos um aumento do número de vacúolos nas células mutantes para ITGA4 em relação às células selvagens após 48 horas de privação de nutrientes, o que sugere autofagia. Provavelmente, o mecanismo pelo o qual a subunidade \03B14 modula a sobrevivência celular está relacionado à sua interação com outras proteínas. Por sua vez, com o intuito de avaliar a relevância das interações estruturais da subunidade \03B14 de integrinas, nós analisamos variantes de nucleotídeo único em substituição à sequência referência. Nossos achados preliminares por bioinformática revelaram a existência de um total de 21.506 SNPs no gene ITGA4 em Homo sapiens. Entre os SNPs não-sinônimos, identificamos duas substituições, rs35322532 (R1007S) e rs13029893 (S634T), possivelmente deletérias. Em seguida, realizamos docking molecular das subunidades \03B14, sem alterações ou contendo as variações R1007S e S634T, contra as três principais proteínas que interage, fibronectina, VCAM-1 e paxilina. A variante R1007S obteve os melhores parâmetros de encaixe com a paxilina, enquanto a variante S634T teve o resultado mais favorável contra o segmento IIICS da fibronectina. Os polimorfismos em diferentes porções da subunidade \03B14 parecem produzir um aumento de afinidade aos seus ligantes naturais. Em conjunto, nossos estudos apontam para a possível relevância da integrina VLA-4 na sobrevivência de células T, assim como para o impacto de SNPs específicos na relação estrutura-função dessa integrina, com potencial efeito sobre o papel funcional de células T em condições fisiológicas e patológicas.