COMPARACIÓN DEL PERFIL TRANSCRIPTÓMICO EN CÉLULAS DENDRÍTICAS DE PRIMATES NO HUMANOS EN EL CONTEXTO

DE UNA INFECCIÓN PATOGÉNICA (SIVmac) VS. UNA INFECCIÓN NO PATOGÉNICA (SIVagm).

E. Calonge, F. Diez Fuertes y J. Alcamí

GeSIDA 2019

African Green monkey Cynomolgus macaque

Natural Host Non-natural Host

La infección experimental de SIV infection enhospedadores no naturales provocainmunodeficiencia severa similar a SIDA: perdidaprogresiva de linfocitos T CD4+, activacion inmune ydestrucción gradual de las funciones inmunologicas.

Sooty mangabey Rhesus macaque

SIV replica eficientemente en sushospeerdadores naturales, sooty mangabey(SM) y African green monkey (AGM)) pero losanimales infectados no desarrollaninmunodeficiencia.

Proyecto primates no humanos

Objetivos-Comparar los perfiles de expresión entre células dendríticas infectadas y no infectadas de distintas especies de primates no humanos.-Estudiar y comparar distintos modelos de infección viral patogénica y no patogénica.

GeSIDA 2019

Selección:• Modelo patogénico:

Cynomolgus macaque (Dr. Roger LeGrand) SIVmac Células dendríticas inmaduras (derivadas de monocitos) Células dendríticas maduras (estimuladas con TNFα, IL6 e IL1)

• Modelo no patogénico African Green Monkey (Dra. Michaella Müller-Trutwin) SIVagm Células dendríticas inmaduras (derivadas de monocitos) Células dendríticas maduras (estimuladas con TNFα, IL6 e IL1

Proyecto primates no humanos

GeSIDA 2019

Diseño Experimental

SIV macor

SIVagm

Extracción de células de sangre de primates.

Selección de CD14- CD14 microbeads, non human primates (Miltenyi).

Diferenciación de células dendríticas y maduración.

Chequeo fenotípico. Infección con SIV (72h)

RNA extraction

Experimental setup and cell collection

Total RNA extraction

RNA > cDNA > CDNA library

High thoughput sequencing(Illumina Paired-end 2x100 multiplexed)

Reads quality control

Reads mapping to reference genome(Non-human genome)

TopHat

Cuffdiff Differential expression and RPKM normalization

• Gene Ontology (GO) Analysis• Pathway enrichment analysis

Ingenuitypathway analysis

(IPA)

FastQC

GeSIDA 2019

ICD-IDCsiV CM

Moleculas FoldChange Gene

EXPR↑ LTCL 75 Lactasa like

RPL34 67 Ribosomal Protein 34

CASP3 46 Caspasa 3

RAX 42 Retina and anterior neural foldhomeobox

RSPO2 29 R-spondin 2

BIRC5 29 Baculoviral IAP repeat containing 5

PKM 26 Piruvato Kinasa M1/2

PCLO 26 Piccolo presynaptic cytomatrix protein

HCAR1 22 Hydroxycarboxylic acid receptor1

ADRA2B 21 Adrenoceptor alpha 2B

EXPR↓ MYL6 95 Myosin light chain 6

IGLV2-18 87 Immunoglobulin lambda variable 2-18

CLC 64 Charcot-Leyden crystal galectin

RHPN2 53 Rhophilin Rho GTPase binding protein 2

IL36RN 23 Interleukin 36 receptorantagonist

TRIM10 22 Tripartite motif containing 10

EIF2S3 21 Eukaryotic translation initiation factor 2subunit gamma

C2orf54 16 mab-21 like 4

ANKRD62 16 Ankyrin repeat domain62

OGN 16 Osteoglicine

ICD-IDCsiV AGM

Moleculas Fold Change

EXPR↑ PERM1 29 PPARGC1 and ESRR induced regulator, muscle1

BHLHE23 22 Basic helix-loop-helix family membere23

SLC6A1 22 Solute carrier family 6 member1

P2RX6 20 Purinergic receptor P2X6

RNF183 19 Ring finger protein183

ADD2 19 Adducin 2

HBZ 16 hemoglobin subunit zeta

NEUROG2 15 neurogenin 2

FAM83A 15 family with sequence similarity 83 memberA

ATP4A 14 ATPase H+/K+ transporting subunit alpha

EXPR↓ SERPINB2 83 serpin family B member2

IGLV5-52 77 immunoglobulin lambda variable 5-52

CDH11 57 cadherin 11

CRYBA2 45 crystallin beta A2

IGKV1-27 35 immunoglobulin kappa variable 1-27

ISLR 34 mmunoglobulin superfamily containing leucine rich repe

CHRDL1 33 chordin like 1

TBX15 30 T-box transcription factor 15

CXCL6 25 C-X-C motif chemokine ligand 6

MAATS1 22 MYCBP associated and testis expressed 1

MCD-MD Csiv CM

Moleculas FoldChange Gene

EXPR↑ PKM 54 pyruvate kinase M1/2

VIP 22 vasoactive intestinal peptide

ASTN2 17 astrotactin 2

MRGPRG 16 MAS related GPR family memberG

PCDH9 15 protocadherin 9

MYH15 14 myosin heavy chain 15

LRRN2 13 leucine rich repeat neuronal 2

MYH14 13 myosin heavy chain 14

PKHD1L1 12 PKHD1 like 1

SLCO2A1 12 olute carrier organic anion transporter family member 2A

EXPR↓ RPL38 170 ribosomal protein L38

IGLV2-18 57 immunoglobulin lambda variable 2-18

OGN 45 Osteoglicine

COX7A2 37 cytochrome c oxidase subunit 7A2

PDYN 36 prodynorphin

DEFA1 20 defensin alpha 1

RPS28 19 ribosomal protein S28

ACSM2 17 acyl-CoA synthetase medium chain family member2A

TERB2 16 telomere repeat binding bouquet formation protein2

ELANE 15 elastase, neutrophil expressed

MCD-MDCsiv AGM

Moleculas FoldChange Gene

EXPR↑ LAIR2 299 leukocyte associated immunoglobulin like receptor2

ZNF772 71 zinc finger protein772

IL31 19 interleukin 31

MRPL14 12 mitochondrial ribosomal protein L14

MAATS1 11 MYCBP associated and testis expressed1

FCRL4 10 Fc receptor like 4

PGLYRP2 8 peptidoglycan recognition protein 2

FZD10 8 frizzled class receptor10

FOXF2 7 forkhead box F2

OIP5 7 Opa interacting protein5

EXPR↓ COL1A1 3877 collagen type I alpha 1chain

POSTN 3759 periostin

COL3A1 2730 collagen type III alpha 1chain

COL1A2 2081 collagen type I alpha 2chain

TNC 1579 tenascin

CDH13 683 Cadherin 13

COL6A3 418 collagen type VI alpha 3chain

ADAMTSL3 383

CCNA2 370 cyclin A2

ITGBL1 338 integrin subunit beta like 1

Resultados

Identificación de los genes por comparación con genomas dereferencia:Macaca fascicularis: CMChlorocebu sabaeus: AGM

Cuantificación de la expresióngénica

GeSIDA 2019

ICD-IDCsiV CM

Moleculas FoldChange Gene

EXPR↑ LTCL 75 Lactasa like

RPL34 67 Ribosomal Protein 34

CASP3 46 Caspasa 3

RAX 42 Retina and anterior neural foldhomeobox

RSPO2 29 R-spondin 2

BIRC5 29 Baculoviral IAP repeat containing 5

PKM 26 Piruvato Kinasa M1/2

PCLO 26 Piccolo presynaptic cytomatrix protein

HCAR1 22 Hydroxycarboxylic acid receptor1

ADRA2B 21 Adrenoceptor alpha 2B

EXPR↓ MYL6 95 Myosin light chain 6

IGLV2-18 87 Immunoglobulin lambda variable 2-18

CLC 64 Charcot-Leyden crystal galectin

RHPN2 53 Rhophilin Rho GTPase binding protein 2

IL36RN 23 Interleukin 36 receptorantagonist

TRIM10 22 Tripartite motif containing 10

EIF2S3 21 Eukaryotic translation initiation factor 2subunit gamma

C2orf54 16 mab-21 like 4

ANKRD62 16 Ankyrin repeat domain62

OGN 16 Osteoglicine

ICD-IDCsiV AGM

Moleculas Fold Change

EXPR↑ PERM1 29 PPARGC1 and ESRR induced regulator, muscle1

BHLHE23 22 Basic helix-loop-helix family membere23

SLC6A1 22 Solute carrier family 6 member1

P2RX6 20 Purinergic receptor P2X6

RNF183 19 Ring finger protein183

ADD2 19 Adducin 2

HBZ 16 hemoglobin subunit zeta

NEUROG2 15 neurogenin 2

FAM83A 15 family with sequence similarity 83 memberA

ATP4A 14 ATPase H+/K+ transporting subunit alpha

EXPR↓ SERPINB2 83 serpin family B member2

IGLV5-52 77 immunoglobulin lambda variable 5-52

CDH11 57 cadherin 11

CRYBA2 45 crystallin beta A2

IGKV1-27 35 immunoglobulin kappa variable 1-27

ISLR 34 mmunoglobulin superfamily containing leucine rich repe

CHRDL1 33 chordin like 1

TBX15 30 T-box transcription factor 15

CXCL6 25 C-X-C motif chemokine ligand 6

MAATS1 22 MYCBP associated and testis expressed 1

MCD-MD Csiv CM

Moleculas FoldChange Gene

EXPR↑ PKM 54 pyruvate kinase M1/2

VIP 22 vasoactive intestinal peptide

ASTN2 17 astrotactin 2

MRGPRG 16 MAS related GPR family memberG

PCDH9 15 protocadherin 9

MYH15 14 myosin heavy chain 15

LRRN2 13 leucine rich repeat neuronal 2

MYH14 13 myosin heavy chain 14

PKHD1L1 12 PKHD1 like 1

SLCO2A1 12 olute carrier organic anion transporter family member 2A

EXPR↓ RPL38 170 ribosomal protein L38

IGLV2-18 57 immunoglobulin lambda variable 2-18

OGN 45 Osteoglicine

COX7A2 37 cytochrome c oxidase subunit 7A2

PDYN 36 prodynorphin

DEFA1 20 defensin alpha 1

RPS28 19 ribosomal protein S28

ACSM2 17 acyl-CoA synthetase medium chain family member2A

TERB2 16 telomere repeat binding bouquet formation protein2

ELANE 15 elastase, neutrophil expressed

MCD-MDCsiv AGM

Moleculas FoldChange Gene

EXPR↑ LAIR2 299 leukocyte associated immunoglobulin like receptor2

ZNF772 71 zinc finger protein772

IL31 19 interleukin 31

MRPL14 12 mitochondrial ribosomal protein L14

MAATS1 11 MYCBP associated and testis expressed1

FCRL4 10 Fc receptor like 4

PGLYRP2 8 peptidoglycan recognition protein 2

FZD10 8 frizzled class receptor10

FOXF2 7 forkhead box F2

OIP5 7 Opa interacting protein5

EXPR↓ COL1A1 3877 collagen type I alpha 1chain

POSTN 3759 periostin

COL3A1 2730 collagen type III alpha 1chain

COL1A2 2081 collagen type I alpha 2chain

TNC 1579 tenascin

CDH13 683 Cadherin 13

COL6A3 418 collagen type VI alpha 3chain

ADAMTSL3 383

CCNA2 370 cyclin A2

ITGBL1 338 integrin subunit beta like 1

Resultados

Identificación de los genes por comparación con genomas dereferencia:Macaca fascicularis: CMChlorocebu sabaeus: AGM

Cuantificación de la expresióngénica

AGM• IDC-IDCsiv:

Disminuye la formación de colágeno Regulación de NOTCH a través de RUNX3 Regulación negativa de la movilidad celular a través del receptor MET

• MDC-MDCsiv Disminuye la formación de colágeno Aumenta la ruta de metilación del DNA Ensamblaje de nucleosomas

CM• IDC-IDCsiv:

Disminuye la degradación de colágeno Señalización por IL4 e IL13 Activación de rutas de reparación

• MDC-MDCsiv Disminuye la degradación de colágeno Aumenta la formación de colágeno Señalización por EIF2

GeSIDA 2019

Canonical PathwaysIDC-IDCsivAGM IDC-IDCsivCM

Neuroinflammation Signaling Pathway -2.828 4.808

Cardiac Hypertrophy Signaling (Enhanced) -4.642 2.63

Dendritic Cell Maturation -3.051 4.158

NF-κB Signaling -2.673 4.49

Colorectal Cancer Metastasis Signaling -2.714 3.795

Endothelin-1 Signaling -2.714 3.536

Superpathway of Inositol Phosphate Compounds -3.128 3.015

IL-8 Signaling -3.207 2.744

Role of Pattern Recognition Receptors in Recognition of Bacteria and Viruses-2.121 3.771

TREM1 Signaling -1.89 3.873

Rac Signaling -2.53 3.153

PDGF Signaling -1.897 3.71

IL-6 Signaling -2.714 2.837

Fcγ Receptor-mediated Phagocytosis in Macrophages and Monocytes-2.121 3.207

Apelin Endothelial Signaling Pathway -2.333 2.982

Adrenomedullin signaling pathway -3.207 2.043

Integrin Signaling -2.5 2.744

Sperm Motility -2.236 3

Paxillin Signaling -2.53 2.673

Signaling by Rho FamilyGTPases -3.638 1.521

Cholecystokinin/Gastrin-mediated Signaling -3.317 1.807

Aldosterone Signaling in Epithelial Cells -2.121 3

Gαq Signaling -2.887 2.183

Pancreatic Adenocarcinoma Signaling -1.414 3.638

Acute Phase Response Signaling -2.828 2.2

VEGF Signaling -1.89 3.051

GDNF Family Ligand-Receptor Interactions -2.121 2.714

Role of NFAT in Cardiac Hypertrophy -1.941 2.887

3-phosphoinositide Biosynthesis -2.524 2.271

Glioblastoma Multiforme Signaling -1.508 3.273

Glioma Signaling -1.89 2.887

Actin Cytoskeleton Signaling -2.673 2.043

Role of NFAT in Regulation of the Immune Response -2 2.694

Renin-Angiotensin Signaling -2.333 2.324

PAK Signaling -2.121 2.5

NGF Signaling -1.414 3.207

Leukocyte Extravasation Signaling -1.941 2.667

STAT3 Pathway -2.646 1.886

Tec Kinase Signaling -2.111 2.4

Phospholipase C Signaling -1.897 2.611

CXCR4 Signaling -2.53 1.961

PPAR Signaling 1.633 -2.837

D-myo-inositol-5-phosphate Metabolism -2.5 1.915

NER Pathway 1.265 -3.138

MIF Regulation of Innate Immunity -2 2.333

3-phosphoinositide Degradation -2.5 1.768

Osteoarthritis Pathway -0.905 3.363

Chemokine Signaling -2.449 1.807

Canonical Pathways MDC-MDCsiAGM MDC-MDCsivCM

IL-8 Signaling -3.9 -1.134

Production of Nitric Oxide andReactive

Oxygen Species in Macrophages

-3.5 1

IL-6 Signaling -4 -0.447

Colorectal Cancer Metastasis Signaling-3.273 0.632

GP6 Signaling Pathway -3.411 -0.447

NER Pathway 3.742 N/A

NF-κB Activation by Viruses -2.53 -1

Synaptogenesis Signaling Pathway-3.528 0

HGF Signaling -3.051 -0.447

PTEN Signaling 2.138 1.342

Agrin Interactions at Neuromuscular Junction-2.333 -1

Sumoylation Pathway -2.324 -1

Integrin Signaling -3.266 0

Endocannabinoid Cance rInhibition Pathway1.5 -1.633

EIF2 Signaling 0.832 -2.121

Signaling by Rho FamilyGTPases-2.556 -0.333

Acute Phase Response Signaling -2.5 0.378

Glioblastoma Multiforme Signaling-2.5 0.378

ERK/MAPK Signaling -2.4 0.447

Ovarian Cancer Signaling -2.828 N/A

Cardiac Hypertrophy Signaling (Enhanced)-2.412 0.258

IGF-1 Signaling -2.646 N/A

Neuregulin Signaling -2.646 N/A

RhoGDI Signaling 1.964 -0.632

ILK Signaling -2.2 -0.378

Apelin Endothelial Signaling Pathway-2.496 0

Dendritic Cell Maturation -2.065 -0.378

Protein Kinase A Signaling -1.257 1.155

FAT10 Cancer Signaling Pathway-1.342 1

Apoptosis Signaling 0.447 1.89

Role of Pattern Recognition Receptors in

Recognition of Bacteria and Viruses

-2.333 N/A

HMGB1 Signaling -2.324 0

Regulation of eIF4 and p70S6KSignaling-2.309 N/A

PCP pathway -1.265 -1

IL-17A Signaling in Gastric Cells -2.236 N/A

Glioma Signaling -2.111 N/A

TREM1 Signaling -1 1

Mitotic Roles of Polo-LikeKinase1.941 N/A

Sirtuin Signaling Pathway 1.604 0.333

CDK5 Signaling -1.897 N/A

Pancreatic Adenocarcinoma Signaling-1.89 N/A

mTOR Signaling -1.508 -0.378

p38 MAPK Signaling -1.807 N/A

Comparación de la respuesta a la infección de IDCs y MDCs entre especies

Resultados

GeSIDA 2019

Conclusiones

• La infección in vitro de DC genera patrones de expresión génica diferentes dependiendo delhuésped y la especie viral.

• La infección de las células dendríticas CM muestra una modificación en la expresión degenes relacionados con la respuesta inmune innata, las vías IFN (IDC) y la unión /señalización de proteínas inflamatorias y defensinas (MDC).

• Durante la infección, las células dendríticas AGM expresan genes relacionados con larestricción a la infección o a la detección viral y apoptosis de las células implicadas, lo quesupondría una cierta "tolerancia inmunológica".

• En el modelo no patogénico, la activación inmune inducida por la infección de DC escontrolada rápidamente, mientras que en el modelo patogénico, la activación inmuneimpulsada por la expresión génica en DC se mantiene, lo que conduce a respuestasinflamatorias persistentes.

• Los cambios encontrados en la expresión de colágeno en los modelos de infección por SIVen DC juegan un papel en la infectividad y la patogénesis.

• La evolución de la enfermedad (inmunodeficiencia) depende además de la detección viral yde la restricción a la infección, del tipo de respuesta inmune posterior (control).

GeSIDA 2019

Gracias!!Inmunopatología del SIDACentro Nacional de MicrobiologíaISCIII

Francisco Diez FuertesPepe AlcamíMercedes BermejoRoger LeGrand/NathalieMichaela Muller-Trutwin

GeSIDA 2019