Dans une étude récente publiée dans Science Immunologieles chercheurs explorent les profils d’expression génique de populations distinctes de lymphocytes intraépithéliaux (IEL), en particulier les IEL à cellules T (T-IEL), dans différentes régions du tractus gastro-intestinal (GI).
Étude: Le TCF-1 limite l’immunité antitumorale Q1 des lymphocytes intraépithéliaux dans le carcinome colorectal. Crédit d’image : Kateryna Kon/Shutterstock.com
Que sont les T-IEL ?
Les T-IEL examinent constamment l’épithélium du tractus gastro-intestinal pour détecter les micro-organismes commensaux et les signes d’infection via les récepteurs des lymphocytes T (TCR) ou d’autres récepteurs qui aident à maintenir l’intégrité de la barrière du tractus gastro-intestinal.
Ainsi, les T-IEL jouent un rôle essentiel dans le réseau de communication entre l’épithélium intestinal, le microbiome et l’alimentation. Les T-IEL sont soit d’origine thymique, comme les lymphocytes T γδ et αβ, soit induits, qui se développent à partir de lymphocytes T αβ CD4+/CD8+ périphériques.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont effectué le séquençage de l’acide ribonucléique unicellulaire (scRNA-seq) des IEL de souris pour comprendre comment des populations distinctes d’IEL dans le tractus gastro-intestinal remplissent différentes fonctions immunitaires. À cette fin, plus de 13 400 IEL isolés de l’estomac, de l’intestin grêle, du caecum et du côlon de souris naïves C57BL/6 ont été analysés.
Le regroupement non supervisé a été utilisé pour étudier la diversité de l’IEL dans le tractus gastro-intestinal, en particulier les groupes de cellules T un, deux, quatre, cinq, huit et 10. Les profils d’expression génique de 200 gènes régulés à la hausse et à la baisse dans le côlon et l’intestin grêle ont été également comparé.
La cytométrie en flux (FC) a été utilisée pour mesurer les IEL et les facteurs qu’elles exprimaient pour réguler la différenciation des lymphocytes T dans l’intestin grêle et le gros intestin. Les IEL jouent notamment un rôle crucial dans la défense contre le cancer du côlon.
L’intestin grêle humain absorbe principalement la nutrition provenant des aliments ; par conséquent, il rencontre la plupart des antigènes alimentaires. Comparativement, le côlon absorbe les fluides et comprend une charge microbienne plus élevée et une population microbienne plus diversifiée.
En supposant que le microbiote habitant le côlon pourrait être responsable de l’expression du facteur 1 des lymphocytes T (TCF-1), les chercheurs ont analysé son expression dans les T-IEL du côlon chez des souris sans germes (GF) et sans agents pathogènes spécifiques (SPF). .
Le Tcf7fl/flCD8αcre modèle de souris a été utilisé, dans lequel le gène TCF7 codant pour TCF-1 est éliminé des lymphocytes T matures exprimant Cd8α. Le tri cellulaire activé par fluorescence (FACS) a permis aux chercheurs d’étudier le rôle de ce gène dans la régulation de la différenciation et de la fonction du T-IEL du côlon.
Le modèle murin orthotopique MC-38, dans lequel des cellules MC-38 sont implantées dans le côlon distal par coloscopie, a également été utilisé pour discerner le rôle du gène TCF7 et les propriétés antitumorales des γδ T-ΙΕL. Des études récentes ont montré que Vγ7 et Vγ1 (sous-ensembles γδ T-IEL) sont très abondants dans le côlon de la souris et contribuent à limiter la croissance tumorale.
Ces résultats ont été contextualisés en analysant l’expression de molécules effectrices IEL dans 63 échantillons provenant de patients humains atteints d’un cancer colorectal de stade III. À cette fin, la méthodologie des micropuces tissulaires a été utilisée pour évaluer l’abondance relative des lymphocytes T γδ dans ces échantillons.
Résultats de l’étude
Les IEL de l’estomac et de l’intestin grêle formaient des groupes distincts, tandis que les IEL du côlon et du cæcal formaient essentiellement un seul groupe. L’expression de la sous-unité CD3 Epsilon du complexe récepteur des cellules T (CD3e) indique que la plupart des IEL provenant de l’intestin grêle, du caecum et du côlon étaient des lymphocytes T, alors que seule une proportion mineure d’IEL dérivés de l’estomac étaient des lymphocytes T.
Les principaux sous-ensembles de T-IEL dans le côlon et l’intestin grêle étaient les T-IEL αβ et γδ. De plus, les T-IEL γδ présentaient une augmentation notable de leur phénotype cytotoxique par rapport aux T-IEL αβ. Une analyse plus approfondie a confirmé que les IEL de l’estomac étaient enrichis en mastocytes.
Des études antérieures ont montré que les défenses accrues du T-IEL dans les ganglions lymphatiques drainants de l’intestin grêle compensent les déficiences des réponses adaptatives des lymphocytes T pour prévenir les infections et le cancer et confèrent une protection contre les antigènes alimentaires. Ces résultats démontrent pourquoi différents compartiments du tractus gastro-intestinal ont des exigences et des fonctions de développement T-IEL distinctes.
Bien que des sous-ensembles similaires d’IEL aient été conservés dans l’intestin grêle et le gros intestin, chaque région présentait un profil moléculaire distinctif. Les T-IEL du côlon présentaient une expression plus élevée de TCF-1 mais une expression plus faible des molécules effectrices et cytotoxiques.
Tous les sous-ensembles de T-IEL dans l’intestin grêle et le gros intestin, en particulier les T-IEL du côlon, présentaient une expression plus élevée du récepteur nucléaire 77 (Nur77), un gène induit dans les lymphocytes T lors de la stimulation du TCR. Une autre différence notable entre les lymphocytes T conventionnels et les T-IEL était que les T-IEL du côlon présentaient une expression améliorée du TCF-1, ce qui indique probablement que plusieurs facteurs régulent l’expression du TCF-1 dans les T-IEL.
TCF-1 a aidé à maintenir le nombre de T-IEL du côlon au fil du temps, favorisant ainsi l’auto-renouvellement et la durée de vie des sous-ensembles de lymphocytes T CD4+/CD8+ conventionnels.
De plus, le TCF-1 régulait directement l’expression des gènes dans les T-IEL αβ et γδ. En conséquence, il s’est lié aux régions promotrices du ligand du granzyme B (Gzmb), de la chimiokine (motif C) (XCL1) et de la superfamille des récepteurs du facteur de nécrose tumorale (TNFRSF).
Certaines études ont montré que l’activité intrinsèque de l’histone désacétylase (HDAC) du TCF-1 joue un rôle crucial dans la régulation du sort des T-IEL ; cependant, d’autres études sont nécessaires pour confirmer ces rapports.
L’absence d’expression de TCF-1 dans les T-IEL γδ humains était associée à l’expression de XCL1 et du granzyme B. Étant donné que le TCF-1 supprime les propriétés antitumorales des T-IEL γδ chez l’homme, les T-IEL γδ dotés de propriétés antitumorales améliorées pourraient être utilisés pour développer des immunothérapies utilisant la protéine 4 anti-cytotoxique associée aux lymphocytes T (CTLA-4) pour traiter le cancer colorectal. , en particulier ses premiers stades.
Compte tenu des mécanismes complexes d’activation du γδ T-IEL, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour élucider comment les lymphocytes T γδ pourraient piloter la réponse immunothérapeutique dans les tumeurs colorectales dépourvues de microglobuline β2.
