Investigación
VISIÓN DEL AUTOR
Restringir la captación de leucina mediada por SLC7A5 en las células T previene la enfermedad aguda de injerto contra huésped y mantiene la respuesta de injerto contra tumor
Instituto de Investigación Sanitaria Princesa
Centro de biología Molecular Severo Ochoa
Este estudio, realizado por Nieves Fernández-Gallego y Blanca Anega en el seno del grupo de investigación liderado por la Dra. Danay Cibrián, se ha desarrollado en el Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC, Madrid) y el Servicio de Inmunología del Hospital de La Princesa (Instituto de Investigación Sanitaria Princesa; https://www.iis-princesa.org/ https://www.linkedin.com/company/fib-la-princesa/posts/?feedView=all) y ha sido publicado en EMBO Molecular Medicine. Este trabajo se realizó en colaboración con los grupos del Dr. Francisco Sánchez Madrid, la Dra. Arantzazu Alfranca y la Dra. Noa Martín Cófreces del Hospital de La Princesa (IIS Princesa, Madrid), el Dr. Óscar Millet del CIC Biogune (Derio, Vizcaya), Dra. Virginia García de Yébenes de la Universidad Complutense de Madrid (UCM, Madrid), el Dr. Julián Aragonés del Hospital Santa Cristina (IIS Princesa, Madrid) y la Dra. Pilar Martín (CNIC, Madrid) e investigadora del CIBER cardiovascular (CIBERCV).
En este artículo se investiga por primera vez el papel del transportador de aminoácidos SLC7A5 y del aminoácido esencial leucina en un modelo de ratón de enfermedad de injerto contra huésped (EICH) y de injerto contra tumor. SLC7A5, también conocido como LAT1, es un transportador de aminoácidos que se expresa en células altamente proliferativas, incluidas las células T activadas (ausente en linfocitos T naive) y las células tumorales. Actúa controlando la activación de mTOR y la proliferación celular, al mediar la captación de leucina. En consecuencia, SLC7A5 se ha convertido en una molécula central durante procesos como la inflamación y el cáncer. La ausencia o inhibición del transportador o bien la deficiencia en el aporte de algunos de los aminoácidos que transporta previene la proliferación de las células T y su diferenciación a fenotipos efectores como Th1, Th17 o T citotóxicas, así como la producción de citoquinas relevantes. Por ello, la función del transportador SLC7A5 es un factor crítico en la reprogramación metabólica que ocurre en la activación, proliferación y diferenciación de los linfocitos T.
Los resultados de este trabajo revelan el potencial de abordajes nutricionales a través de la restricción dietética del aminoácido leucina para la prevención de la EICH y en la respuesta inmunitaria frente al tumor. En este sentido, el trasplante alogénico de células hematopoyéticas involucra la aplicación de tratamientos inmunosupresores para prevenir la EICH que conllevan la pérdida del efecto «injerto contra tumor», lo que aumenta el riesgo de recidivas. El desarrollo de nuevos enfoques que prevengan la EICH sin mermar la actividad antitumoral es por ello un objetivo terapéutico relevante, pues las inmunoterapias CAR-T siguen teniendo un alcance limitado debido a su desarrollo tecnológico y los costes que conlleva este tipo de terapias celulares. Así, la privación o suplementación dietética pueden suponer importantes efectos reguladores sobre las respuestas inmunitarias y la progresión del cáncer durante distintas terapias, tal y como constata esta publicación.
En el trabajo se demuestra que la deleción genética de SLC7A5 en células T alogénicas reduce el número de células T alogénicas en animales trasplantados, disminuyendo la activación de mTORC1, la glucólisis, la oxidación mitocondrial y la expresión de IFNγ y granzima B, controlando así la EICH, pero comprometiendo la respuesta de injerto contra tumor. Por el contrario, la restricción dietética de leucina redujo mTORC1 y bloqueó completamente la glucólisis, pero preservó la función mitocondrial, lo que favoreció la generación de respuestas T de memoria central y la expresión del marcador de pluripotencialidad TCF1. La eliminación de leucina en las células T CD8 también afectó a la expresión de granzima B, conservando la producción de IFNγ.
Para poder discernir el efecto de la ausencia del transportador SLC7A5 o de la leucina específicamente en las células alogénicas, los autores desarrollaron un modelo in vivo que permite distinguir el origen de los diferentes tipos de linfocitos T en el animal trasplantado. Para ello, se utilizó un modelo de incompatibilidad alogénica total en el que animales BALB/c irradiados fueron trasplantados con células de médula ósea de ratones C57BL/6 que expresan actina-GFP y linfocitos T purificados de ratones
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C57BL/6 que expresan tdTomate. Se emplearon dos tipos de modelos; uno genético en el que los linfocitos T trasplantados expresan o no SLC7A5 mediante la expresión de la recombinasa Cre bajo el promotor de CD4, y otro modelo nutricional en el que todos los animales recibieron linfocitos T no modificados (“wild type”) y fueron alimentados con dieta control o bien deficiente en leucina. Para estudiar el efecto de injerto contra tumor, se combinaron estos modelos con la inyección subcutánea de una línea tumoral. Dichos modelos permitieron estudiar la supervivencia de los animales, acompañados de análisis histológicos y de marcadores de activación y diferenciación de los linfocitos T, así como ensayos de proliferación y muerte celular. En colaboración con el CIC Biogune, también se realizaron estudios de metabolómica de los sueros de estos ratones trasplantados con células T alogénicas deficientes o no en SL7A5 tanto alimentados en dieta con o sin leucina. Dichos estudios indicaron que los cuerpos cetónicos derivados de la leucina, como son el acetoacetato y el β-hidroxibutirato, son marcadores importantes para la expansión de las células T alogénicas en la EICH. Por ello, los niveles de leucina y cuerpos cetónicos se posicionan como posibles marcadores para la estratificación del riesgo de EICH y recaída tumoral tras este tipo de trasplantes.
Cita
Fernández-Gallego N*, Anega B*, Luengo-Arias S, Bizkarguenaga M, Gil-Redondo R, Embade N, Navarrete-Arias L, Ramírez-Huesca M, Álvarez-Corrales E, Dosil SG, Castillo-González R, Rojas-Gomez A, Espeleta I, Martínez-Martínez S, Alfranca A, de Yebenes VG, Martín-Cófreces NB, Aragonés J, Martin P, Millet O, Sánchez-Madrid F, Cibrian D. Restricting SLC7A5-mediated Leucine uptake in T cells prevents acute GVHD and maintains GVT response. EMBO Mol Med. 2025 Jul;17(7):1631-1665. doi: 10.1038/s44321-025-00250-2.
* Igual contribución
https://link.springer.com/article/10.1038/s44321-025-00250-2
¿Qué pregunta queríais responder con este artículo?
BA: Queríamos investigar si modificar el metabolismo de los linfocitos T, limitando el aminoácido leucina o su transporte por SLC7A5, podía reducir la activación y expansión de los linfocitos T aloreactivos que causan la EICH y cómo repercutía en su capacidad antitumoral en el conocido como efecto de injerto contra tumor. De partida, considerábamos que el efecto que ejerce la leucina tanto sobre la célula T como la célula tumoral podría ser una oportunidad de modulación metabólica con la que simultáneamente atenuar el rechazo y mantener cierto control del crecimiento tumoral. Finalmente, los resultados han sido más prometedores de lo que esperábamos. Esto es relevante porque, lamentablemente, la optimización de la terapia inmunosupresora para evitar la EICH incrementa la probabilidad de reaparición del tumor, por lo que encontrar terapias que eviten ambos efectos es muy necesario.
¿Cómo surge la idea principal que lleva a este estudio?
NFG: En un estudio previo que publicamos en JACI (Cibrian et al. J. Allergy Clin. Immunol., 2020) demostramos que la deleción de SLC7A5 en linfocitos T CD4 o en γδ controlaba la respuesta inflamatoria en un modelo múrido de psoriasis inducida por Imiquimod. Así mismo, se sabe que este transportador se sobreexpresa en muchos tipos tumorales, siendo un marcador de mala prognosis. Teniendo todo en cuenta, nos pareció interesante estudiar si el efecto observado en la modulación de SLC7A5 en autoimunidad era relevante también en el contexto alorreactivo de la EICH, que está fuertemente mediada por linfocitos T. Dado que uno de los efectos negativos del trasplante hematopoyético es la elevada probabilidad de recidiva tumoral por la inmunosupresión que conlleva eludir la EICH, estudiar la implicación de SLC7A5 en esta respuesta antitumoral era especialmente atractivo para nosotras.
¿Cuál es el experimento que consideráis más relevante para ello?
BA & NFG: Coincidimos en que el experimento más relevante es también uno de los que ha sido más complicado de llevar a cabo, por la complejidad del mismo, que implica un elevado tamaño muestral, y porque ha tenido un resultado inesperado. Se trata de los experimentos de injerto contra tumor, en el que animales trasplantados con células T alogénicas para inducir el rechazo hematopoyético eran inyectados a nivel subcutáneo con células tumorales, y alimentados con dieta control o dieta sin leucina y sus respectivos grupos control sin rechazo. Al observar previamente que la ausencia de leucina en la dieta disminuía la mortalidad de la EICH y afectaba también a la función de la célula T (aunque con diferencias notables respecto al modelo genético sin SLC7A5), creíamos que en estos experimentos solo obtendríamos una disminución del tamaño del tumor ejercido por el efecto de la dieta sin leucina, sin diferencia con respecto al control singénico en esa misma dieta. Inesperadamente, los ratones tratados con células T alogénicas y dieta sin leucina mostraron un menor volumen tumoral, con presencia de infiltrado de CD3 en el tumor que estaba ausente en los controles. Esto indicó que los linfocitos T mantenían cierta funcionalidad ejerciendo el efecto contra el tumor en las condiciones de restricción dietética de leucina. Esta observación abre muchas preguntas que no se han abordado en este artículo.
¿Qué pregunta se ha quedado en el tintero y debería ser explorada?
BA: A nivel traslacional, nos ha quedado pendiente comprobar si usando una dieta en que solo se disminuya la concentración de leucina pero sin una restricción completa se puede conseguir una disminución del volumen tumoral. Por otro lado, en este estudio nos habría gustado profundizar más en el papel SLC7A5 en células T reguladoras (Treg). SLC7A5 se estudió en fenotipos efectores, pero no tanto en las Treg.
NFG: Añadiría que sería relevante desentrañar la diferencia que observamos entre los niveles de IFNγ y granzima B entre los modelos genético y nutricional. En el linfocito T deficiente (KO) para SLC7A5 ambas citoquinas están disminuidas, pero en ausencia de leucina los niveles de INFy se mantuvieron. Pensamos que este resultado tiene relación con las diferencias observadas en glicólisis y respiración mitocondrial, que también hemos detectado entre KO y dieta sin leucina, pero se requieren experimentos suplementarios.
Estudiar la implicación de SLC7A5 en esta respuesta antitumoral era especialmente atractivo para nosotras.
¿Qué modelo experimental os gustaría desarrollar después para ello?
BA & NFG: Respecto a la parte más aplicada, nos ha quedado pendiente el estudio en pacientes; por ejemplo, estudiar los metabolitos asociados al metabolismo de los aminoácidos en sueros de pacientes en diferentes momentos del tratamiento. De hecho, Danay en su laboratorio está llevando a cabo un estudio de validación para evaluar los niveles de estos metabolitos en muestras de suero y orina de pacientes sometidos a trasplante hematopoyético alogénico. Estos resultados pueden contribuir a diseñar nuevas estrategias de nutrición parenteral y oral, así́ como a mejorar el seguimiento de los pacientes y su estratificación respecto a la EICH y la recidiva del tumor.
¿Influirá o va a influir en tu carrera científica esta publicación?
BA: Creo que esta publicación puede tener un gran impacto científico en general, porque ofrece datos muy novedosos con importantes implicaciones traslacionales para el análisis metabólico y el control nutricional que se explorarán en el futuro en pacientes sometidos a un trasplante hematopoyético. Este enfoque interdisciplinar entre inmunología, metabolismo y nutrición destaca la importancia de estudiar el metabolismo de las células inmunes para desarrollar nuevas estrategias terapéuticas en enfermedades inflamatorias y cáncer, más específicas y con menos efectos secundarios.
Tener la oportunidad de haber participado y formado parte de un proyecto como este me ha aportado un gran aprendizaje tanto a nivel personal como profesional, y conseguir publicar estos resultados en una revista bien reconocida es además motivo de gran satisfacción y motivación para continuar en el mundo científico, a pesar de las dificultades y decepciones que a veces se nos plantean.
NFG: Por supuesto que va a influir. Este artículo, junto a otros estudios a lo largo de mi tesis, van a ser determinantes a la hora de conseguir contratos como postdoctoral. A parte, este proyecto también ha influido en mi proyección científica en cuanto al tema y lo que me ha aportado. Trabajar en un proyecto en el ámbito del trasplante hematológico, a medio camino entre la inmunología y el cáncer, ha influido en mi orientación hacia la investigación en inmunoterapia. Creo que queda mucho por hacer y conocer del metabolismo en las nuevas terapias, que podría ser un conocimiento muy aplicado para potenciar estos tratamientos, y mi experiencia más “inmunometabólica” puede aportar mucho en este campo.
Tener la oportunidad de haber participado y formado parte de un proyecto como este me ha aportado un gran aprendizaje tanto a nivel personal como profesional.
¿Cómo hemos llegado hasta aquí?
BA: Estudiando los últimos cursos del grado de veterinaria, descubrí mi gran interés por la inmunología y el mundo de la investigación. Así que decidí seguir este camino realizando un Máster de Investigación Biomédica en Pamplona, durante el que tuve la suerte de realizar mi TFM en el Centro de Investigación Médica Aplicada (CIMA) en el grupo de Juan José Lasarte. Allí aprendí mucho sobre inmunología y el microambiente tumoral, y me animó a seguir en ciencia. Posteriormente, he continuado mi carrera científica colaborando en diversos laboratorios en la UCM, el Hospital de La Princesa, el CNIC y, actualmente, el CBMSO.
NFG: Estudié Bioquímica en la Universidad de Granada, colaborando ya durante la carrera con un laboratorio de investigación en esta Universidad. Con la idea de acceder a grupos muy potentes donde realizar estudios de posgrado, decidí venirme a Madrid a hacer el Máster e hice el TFM en el CNIC en el laboratorio de Pilar Martín, en el que me inicié en Inmunología dentro del contexto cardiovascular. La experiencia en esta etapa fue muy positiva y me convenció para continuar con mi tesis doctoral en el laboratorio de Francisco Sánchez Madrid, siendo esta publicación uno de los proyectos de mi tesis doctoral. Desde el inicio en el laboratorio trabajé con Danay en la molécula de LAT1, inicialmente en el proyecto de psoriasis publicado en JACI y luego este proyecto de injerto contra huésped.
¿Quieres hacer ciencia?
BA: Sí, me gustaría seguir haciendo ciencia. A pesar de las dificultades que la ciencia puede plantear y los retos que aparecen en cada proyecto, es muy gratificante ver que todo el esfuerzo dedicado en el trabajo del día a día será seguramente un avance para el futuro.
NFG: Sí, creo que la investigación aúna lo que ninguna otra profesión puede aportar, de creatividad, pensar, hacer con tus propias manos, analizar, saber transmitir y plasmar ideas y resultados, etc., por lo que podría seguir en esto. Pero no tengo una mentalidad cerrada solo a la academia y creo que hay muchas formas para aportar a la ciencia y no exclusivamente como investigador. Por suerte, creo que estamos en una época en la que se ha normalizado el salto a otros ámbitos relacionados (ensayos clínicos, marketing, farma, técnicos especializados, profesores, etc.). Creo que todos contribuyen a la continuación y proyección de la ciencia de una manera u otra y, aunque por ahora sigo viendo para mi esta carrera académica, no descarto que pueda cambiar.
¿Cuál es tu siguiente paso?
BA: No tengo claro actualmente mi siguiente paso, pero me gustaría poder seguir aprendiendo y colaborando con mis conocimientos en proyectos de investigación tan interesantes y motivantes como el desarrollado en el artículo, obteniendo resultados que nos permitan avanzar en terapias más seguras y eficaces que puedan aplicarse en modelos preclínicos más avanzados o en pacientes.
NFG: Estoy esperando la resolución de contrato Juan de la Cierva para continuar mi etapa postdoctoral en otro laboratorio que trabaja en terapias CAR-T. Por ahora, pretendo continuar mi trayectoria contribuyendo a la inmunología de los trasplantes hematológicos y si es posible, desde la perspectiva de metabolismo o al menos que tenga algún toque de esto.
¿Cómo se compagina con la vida fuera del laboratorio?
BA: Pues generalmente es difícil compaginar la vida personal fuera del laboratorio con seguir la carrera científica, aunque considero que es necesario y esencial buscar un equilibrio entre ambos ámbitos. Creo que esto podría ayudar a estar más motivados para llevar a cabo proyectos, y que desarrollemos mejores ideas para superar los retos que se presenten, consiguiendo resultados de gran calidad científica y sintiéndonos más completos y tranquilos.
NFG: Pues la vida fuera del laboratorio se compagina como se puede, y aprendiendo. En mi caso, durante los años de tesis, que ha sido larga, mi vida ha sido dentro del laboratorio, lo que quedaba para fuera era bien poquito. Esto he podido permitírmelo porque las personas de fuera lo han comprendido y aceptado, y podría incluso decir que me han apoyado; porque si no, es insostenible. Pero a la larga, pasa factura a todos y por lo que he visto, con los años, más tarde o más temprano, cada uno a su tiempo, acaba relajando. Por eso digo que hay que ir aprendiendo en el sentido de compaginar, de repartir prioridades y saber obligarse a que hay que cuidarse y cuidar las relaciones personales.
Volumen 45 | Núm. 2
