Dans une récente étude publiée sur bioRxiv* serveur de préimpression, les chercheurs ont évalué les réponses des lymphocytes tueurs naturels (NK) aux infections par le VACV (virus de la vaccination) in vivo.
Des études ont rapporté que les lymphocytes NK jouent un rôle crucial dans le contrôle des infections à poxvirus. Par conséquent, il existe un intérêt scientifique croissant pour exploiter leurs capacités en termes de thérapies et de vaccinations oncolytiques à base de poxvirus. Cependant, les données sur les mécanismes d’activation des cellules NK, les récepteurs impliqués dans la reconnaissance des lymphocytes infectés par le VACV et les moyens de reprogrammer les lymphocytes NK à la suite d’infections par le VACV sont limitées.
Étude : La reprogrammation transcriptionnelle des cellules tueuses naturelles par le virus de la vaccine montre des caractéristiques à la fois distinctes et conservées avec le mCMV. Crédit d’image : Numstocker/Shutterstock
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs de l’Université de Cambridge, au Royaume-Uni, et du Fred Hutchinson Cancer Center, aux États-Unis, ont évalué les changements dans les transcriptomes des lymphocytes NK chez la souris en raison d’une infection intranasale par la souche VACV WR (réserve occidentale).
Par la suite, les modifications ont été comparées à des données transcriptomiques de lymphocytes NK identiques provenant d’humains infectés par la vaccine Ankara modifiée (MVA) et de souris C57BL/6 infectées par le cytomégalovirus (mCMV). En outre, les profils transcriptionnels des lymphocytes NK ont été comparés à l’abondance des molécules de surface cellulaire déterminée par cytométrie en flux. Une analyse de tri cellulaire activé par fluorescence (FACS) et des expériences d’isolement de lymphocytes ont été réalisées.
L’acide ribonucléique (ARN) extrait des lymphocytes NK a été soumis à une analyse de séquençage d’ARN en masse (RNAseq). Pour évaluer les voies biologiques affectées par les infections au VACV dans les lymphocytes NK, les gènes exprimés de manière différentielle (DEG) entre les échantillons de souris infectées par le VACV et les animaux fictifs ont été analysés par analyse d’enrichissement des ontologies de gènes de processus biologiques.
Pour le modèle murin administré par voie intranasale, les animaux ont été anesthésiés et infectés avec 5,0 × 103 PFU (unités formant des plaques) de la souche VACV WR pour les infections primaires à VACV ou 105 PFU pour le test de vaccination post-VACV ou ont reçu des injections de contrôle. Pour le modèle d’infection murine administrée par voie intradermique, les animaux ont été infectés par voie intradermique avec 103 PFU de la souche VACV WR. De plus, des essais sur plaque ont été effectués pour confirmer les titres de VACV dans les cellules BSC-1 (lignée cellulaire de singe vert d’Afrique).
Vingt-huit jours après l’infection par le VACV intradermique, des échantillons de sang et de rate ont été prélevés sur des souris. Des tissus spléniques ont été utilisés pour l’isolement des lymphocytes T NK ou cluster de différenciation 8+ (CD8+). Les voiles de la queue des animaux murins receveurs ont été injectés par voie intraveineuse avec des lymphocytes NK, des lymphocytes T CD8+ ou des suspensions de splénocytes, et les souris ont été provoquées par voie intranasale avec 105 PFU de VACV WR après un jour. Les animaux ont été régulièrement pesés et observés pour tout signe de la maladie jusqu’à 14 jours après la provocation VACV.
Résultats
De larges altérations ont été observées dans l’activité des transcrits des lymphocytes NK chez les souris infectées par le VACV conformément à la reconnaissance directe des cellules cibles et à l’exposition aux cytokines et aux interférons. En outre, l’équipe a noté des altérations de l’expression de NKR particuliers (récepteurs de surface NK), tels que les récepteurs de la famille SLAM et Ly49, et une régulation à la hausse des marqueurs NK associée à la mémoire. Le transfert adoptif de cellules mémoire NK ne conférait pas de protection immunitaire contre les réinfections. La comparaison des résultats avec les réponses des lymphocytes NK aux infections par le cytomégalovirus murin (mCMV) a montré des caractéristiques communes et une activité transcriptionnelle distincte induite par le VACV-NK. Un chevauchement entre les réponses transcriptionnelles NK chez les humains ayant reçu des vaccins VACV atténués et le MVA a été observé, indiquant des réponses lymphocytaires NK conservées chez différents hôtes. Activation, expansion et maturation induites par le VACV des lymphocytes NK avec des changements simultanés dans les programmes de transcription en masse et l’expression des marqueurs de mémoire.
Le nombre de cellules NK a augmenté 6,5 jours après l’infection (dpi) et une expansion préférentielle des sous-ensembles CD27+CD11b- et CD27+CD11b+ a été observée. L’analyse DEG (gènes différentiellement exprimés) entre les échantillons infectés par le VACV et les échantillons factices, à 1,5 dpi et 6,5 dpi, respectivement, a montré 70 transcrits et 3280 transcrits avec des altérations significatives. La comparaison de paires d’échantillons infectés par VAC et d’échantillons factices a montré respectivement 4045 et 140 transcrits significativement modifiés.
Les DEG chez les animaux murins infectés par le VACV à 1,5 dpi ne pouvaient pas être distingués des bruits de fond, alors que ceux identifiés chez les animaux infectés à 6,5 dpi différaient biologiquement dans leurs réponses aux infections par le VACV. Les lymphocytes NK ont engagé des voies effectrices et affiché des phénotypes de défense actifs résultant d’infections par le VACV. Les lymphocytes NK ont non seulement reconnu des modèles d’expression de protéines anormaux à la surface des cellules infectées par le VACV in vivo mais aussi les interférons et les cytokines qui interviennent dans l’activation des lymphocytes NK.
Une régulation à la hausse de l’expression de Ly108 d CD319 a été observée dans les lymphocytes NK en réponse aux infections par le VACV. Les récepteurs ont très probablement assuré la fonction d’activation des NK par expression concomitante avec des molécules adaptatrices activant les NK. Au cours des infections aiguës à VACV, les lymphocytes NK spléniques ont montré une régulation positive considérable des marqueurs associés à la mémoire des lymphocytes NK.
Les lymphocytes NK de souris et d’humains partageaient une signature transcriptomique en réponse aux infections ou aux vaccinations par le VACV, significativement associée à l’identification directe des populations cellulaires infectées par le VACV. Les transcrits NKR tels que tigit, gbp49a/b, klrg1, cd69, crtam, lag3, thy1, klrb1b, cd160 et lair1 ont été significativement régulés à la hausse tandis que klra9 et klrc2 ont été significativement régulés à la baisse.
Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont fourni de nouvelles informations sur l’activation, les fonctions et l’homéostasie des lymphocytes NK lors d’infections par le VACV, ce qui pourrait avoir des implications pour la conception d’agents thérapeutiques à base de VACV. La comparaison avec les réponses transcriptionnelles NK aux vaccinations MVA chez l’homme et la réponse à divers virus, y compris le mCMV, a indiqué des caractéristiques conservées de la reprogrammation de la transcription NK en termes d’infections ou de vaccinations.
*Avis important
bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.
