Characterization of cytomegalovirus-induced adaptive NK cells and the role of CD94/NKG2C receptor

Abstract

Human cytomegalovirus (HCMV) infection induces a persistent reconfiguration of the NK cell compartment in some individuals, promoting the development of a mature NK cell subset, hallmarked by high expression levels of the CD94/NKG2C activating receptor (NKG2Cbright), together with additional phenotypic and functional features. The mechanisms underlying the adaptive differentiation and expansion of NKG2C+ NK cells remain unknown. In the present work we addressed the relationship between adaptive NKG2C+ NK cells and down-regulation of FcεRγ (FcRγ) expression, a phenotypic trait also associated with HCMV infection. Our results showed that expansions of adaptive NKG2Cbright and detection of FcRγ– NK cells largely coincided in a subgroup of HCMV+ individuals, presumably representing events related with a common virus-host interaction pattern. In addition, the existence of adaptive FcRγ-defective NK cells lacking NKG2C and activating KIRs supported the existence of alternative activation pathways promoting their differentiation. Finally, we disclose an association between NKG2C copy number and the distribution pattern of adaptive NK cell subsets. Several observations indirectly support the involvement in this process of a cognate interaction of CD94/NKG2C with ligand(s) displayed by HCMV-infected cells. To approach this issue, we developed a sensitive reporter system stably expressing CD94/NKG2C and DAP12 in the human Jurkat leukemia T cell line, segregated from other NK cell receptors involved in theinteraction with HCMV-infected cells. Signalling was detected by transfection of a reporter plasmid encoding Luciferase under NFAT/AP1-dependent promoter. Although Jurkat-NKG2C+ cells were activated by anti-CD94/NKG2C mAbs and HLA-E+ 721.221 cells, no response was detected to fibroblasts infected with AD169 or Towne HCMV strains, regardless of their ability to preserve surface HLA-E expression. On the other hand, infection with clinical isolates or with the endotheliotropic TB40/E strain triggered Jurkat-NKG2C+ activation; yet, this response was not inhibited by blocking mAbs and was independent of CD94/NKG2C expression. These results are discussed in the framework of previous observations supporting the hypothetical existence of specific ligand(s) for CD94/NKG2C in HCMV-infected cells.

La infección por el citomegalovirus humano (HCMV) promueve en algunos individuos el desarrollo persistente de una subpoblación de células Natural Killer (NK) maduras, que presentan una elevada expresión del receptor activador CD94/NKG2C (NKG2Cbright), junto a otras características fenotípicas y funcionales. Se desconocen los mecanismos que subyacen esta diferenciación y expansión adaptativa de las células NK. En este trabajo estudiamos la relación entre las células NK NKG2C+ y la perdida de expresión de FcR (FcR), otro rasgo fenotípico asociado a la infección por HCMV. Nuestros resultados indican que las expansiones de células adaptativas NKG2C+ y la detección de células NK FcR– coinciden en un subgrupo de individuos HCMV+, representando presumiblemente procesos relacionados con un patrón de interacción virus-huésped común. Además, la existencia de células NK FcR– que no expresan NKG2C ni KIRs activadores apuntan a la existencia de vías de diferenciación alternativas. Finalmente, hemos observado una asociación entre el número de copias del gen NKG2C y el patrón de distribución de las diferentes subpoblaciones de células NK adaptativas. Por otra parte, varias observaciones sugieren que la interacción del receptor CD94/NKG2C con un hipotético ligando en las células infectadas por HCMV contribuye al desarrollo de las células NK adaptativas. Para abordar la cuestión, desarrollamos un sistema sensor mediante la expresión estable de CD94/NKG2C y DAP12 en una línea leucémica humana T (Jurkat), que carece de otrosreceptores NK. La señalización se detecta transfectando un plásmido que codifica la luciferasa, con un promotor dependiente de NFAT/AP-1. Las células Jurkat-NKG2C+ se activan mediante la estimulación por anticuerpos monoclonales anti-CD94/NKG2C o células 721.221 HLA-E+, validando la sensibilidad del sistema. Sin embargo, no se detecta la respuesta a fibroblastos infectados por las cepas AD169 y Towne de HCMV, al margen de su expresión de HLA-E. Por el contrario, lad células infectadas por dos aislados clínicos de HCMV o por la cepa endoteliotrópica TB40/E activan a las células Jurkat-NKG2C+, si bien por un mecanismo independiente de CD94/NKG2C. Estos resultados se discuten en el marco de las observaciones que sustentan la hipotética existencia de ligando(s) específico(s) para CD94/NKG2C en las células infectadas por HCMV. xii