Date of Award

10-2022

Document Type

Thesis

Degree Name

Master of Medical Sciences (Microbiology and Immunology)

Department

Medical Microbiology and Immunology

First Advisor

Dr. Maryam Al Shamsi

Abstract

Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) is an important model of multiple sclerosis (MS) in rodents. The disease is characterized by axonal damages mediated by activated autoreactive T lymphocytes, microglia, and macrophages. Ozanimod (RPC1063) is an immunomodulator that has been recently approved by the FDA for the treatment of relapsing-remitting multiple sclerosis (2020) and ulcerative colitis (2021). It is a selective agonist of the sphingosine1-phophate receptors (1 and 5) involved in lymphocyte trafficking and expressed on naïve and central memory T and B cells as well as NK cells. Ozanimod acts by inducing internalization and degradation of the S1PR which in turn results in reducing inflammatory lymphocytes egress from secondary lymphoid organs. Oral administration of ozanimod was reported to result in rapid and reversible reduction in circulating lymphocytes, however, only minimal effect on NK cells was observed on MS patients treated with ozanimod. Compared to CD4+ T cell subsets whose role in the pathogenesis of the disease is well established, the role of NK cells remains controversial but more studies are leaning towards a regulatory rather than a pathological role. Studies supporting a regulatory role of NK cells demonstrated an impaired function of NK cells during the active course of EAE. In comparison, and in support of the regulatory role of NK cells, studies on immunomodulatory treatments to EAE reported activation and expansion of NK cells, in particular the CD27high subset. In this study, we sought to investigate the effect of ozanimod on NK cell populations and whether they play any role in ozanimod-induced remission. Successful induction of relapsing-remitting MOG-induced EAE in C57BL/6 mice was confirmed by progressing clinical disease score, weight loss, and histological analysis of mononuclear cell infiltration into the CNS and demyelination. Ozanimod was effective in reducing the clinical severity of EAE and reducing the percentage of autoreactive CD4+ T cells along with significant inhibition of lymphocyte infiltration into the spinal cord accompanied by reversed demyelination. This was also associated with increase in the frequency of circulating NK cells and in the CNS and upregulation of NKG2D receptor on CD27low/- NK cells. The action of ozanimod was reduced upon in vivo depletion of NK cells with anti-NK1.1. Ozanimod and anti-NK1.1 seem to oppose each other’s action on the circulating NK cells. Collectively, our data suggest that ozanimod-mediated remission is associated with an increased percentage of total NK cells and CD27low/- NK cells expressing NKG2D in the CNS.

Arabic Abstract


دراسة دور الخلايا القاتلة الطبيعية (NK) في تخفيف الشدة السريرية لمرض التهاب الدماغ والنخاع الذاتي التجريبي (EAE) نتيجة استخدام Ozanimod في فئران C57BL/6

يُعد التهاب الدماغ والنخاع المناعي التجريبي (EAE) نموذجًا مهمًا للتصلب المتعدد (MS) في القوارض. يتميز المرض بأضرار في المحور العصبي بوساطة الخلايا الليمفاوية التائية ذات ية النشاط، الخلايا الدبقية الصغيرة، والضامة. Ozanimod هو مُعدل مناعي تمت الموافقة عليه مؤخرًا من قبل إدارة الأغذية والعقاقير (FDA) لعلاج التصلب المتعدد الانتكاسي المخفف (2020) والتهاب القولون التقرحي (2021). هذا الدواء يعمل كناهض إنتقائي لمستقبلات سفينغوزين 1 -فوسفات (1و5) التي توجد على سطح الخلايا الذاكرة المركزية والخلايا التائية والبائية وكذلك الخلايا القاتلة الطبيعية. يعمل Ozanimod عن طريق تحفيز امتصاص S1PR وتحلله داخل الخلايا مما يؤدي بدوره إلى تقليل خروج الخلايا الليمفاوية الالتهابية من الأعضاء الليمفاوية الثانوية. تم الإبلاغ عن أن تناول Ozanimod عن طريق الفم يؤدي إلى انخفاض سريع وقابل للانعكاس في عدد الخلايا الليمفاوية في الدم، ومع ذلك، لُوحظ تأثيرضئيل فقط على الخلايا القاتلة الطبيعية على مرضى التصلب المتعدد الذين عولجوا بـOzanimod. مقارنةً بالمجموعات الفرعية من الخلايا التائية (CD4) التي لها دو رواضح في التسبب بالمرض، لا يزال دور الخلايا القاتلة الطبيعية مثيرًا للجدل ولكن العديد من الدراسات ترجح أن الخلايا القاتلة الطبيعية لها دورتنظيمي أكثرعن أنه مرضي. أظهرت الدراسات التي تدعم الدورالتنظيمي للخلايا القاتلة الطبيعية وجود خلل في وظيفة هذه الخلايا أثناء الدورة النشطة لـEAE. في المقابل، ودعما للدور التنظيمي للخلايا القاتلة الطبيعية، أفادت الدراسات التي أُجريت على علاجات تعديل المناعة لـ EAEعن تنشيط وزيادة في عدد الخلايا القاتلة الطبيعية، ولا سيما المجموعة الفرعية (CD27high). في هذه الدراسة، سعينا إلى التحقيق في تأثير Ozanimod على مجموعات الخلايا القاتلة الطبيعية وما إذا كانت تلعب أي دور في تخفيف شدة المرض (EAE) نتيجة استخدام Ozanimod. تم تأكيد الحث الناجح لـ EAEباستخدام (MOG) في الفئران C57BL/6 من خلال مراقبة الأعراض السريرية وفقدان الوزن والتحليل النسيجي لتسلل الخلايا أحادية النواة وإزالة الميالي ن في الجهاز العصبي المركزي. كان Ozanimod فعالاً في تقليل الشدة السريرية لـ EAEوتقليل النسبة المئوية لخلايا CD4+T ذاتية النشاط مع تثبيط كبير لتسلل الخلايا الليمفاوية إلى النخاع الشوكي المصحوب بإعادة بناء الميالين. ارتبط هذا أيضًا بزيادة تواترالخلايا القاتلة الطبيعية في الدم والجهاز العصبي المركزي وتنظيم مستقبلات NKG2D على خلايا (CD27low/-NK). إضافة فلى ذلك، انخفضت فعالية Ozanimod عند استنفاد الخلايا القاتلة الطبيعية مع مضادات (Anti-NK1.1) في الفئران. يبدو أن Ozanimod و anti-NK1.1ويعارضان عمل بعضهما البعض على خلايا NK في الدم. بشكل عام، تشير بياناتنا إلى أن تخفيف الشدة السريرية لمرض EAE باستخدام Ozanimod مرتبطة بنسبة مئوية متزايدة من إجمالي الخلايا القاتلة الطبيعية وخلايا (CD27low/-NK) التي تعبرعن NKG2D في الجهاز العصبي المركزي.

Download
COinS