Les immunologistes de l’hôpital de recherche pour enfants St. Jude ont cartographié la machinerie biologique jusqu’alors inconnue par laquelle le système immunitaire génère des cellules T qui tuent les bactéries, les virus et les cellules tumorales.
Les résultats ont de multiples implications sur la façon dont le système immunitaire adaptatif répond aux infections pour générer de telles cellules T à mémoire. Les expériences ont révélé des mécanismes qui inhibent le développement des cellules T à mémoire de longue durée qui se renouvellent continuellement pour protéger le corps au fil du temps.
Le blocage de ces mécanismes inhibiteurs par des approches pharmacologiques ou génétiques pourrait renforcer l’immunité protectrice contre les infections et les cancers.
Les chercheurs ont également découvert un sous-type de lymphocytes T à mémoire qu’ils ont nommé cellules effectrices terminales. Cartographier la voie qui contrôle ces cellules soulève la possibilité de manipuler cette voie pour améliorer la capacité du système immunitaire à tuer les microbes et les cellules cancéreuses.
La cartographie de la voie de contrôle a également permis de comprendre que le régime alimentaire peut avoir une plus grande influence sur la fonction immunitaire qu’on ne le pensait auparavant.
Dirigée par Hongbo Chi, Ph.D., du Département d’immunologie, la recherche apparaît aujourd’hui dans la revue Cellule. Les premiers auteurs sont Hongling Huang, Ph.D., et Peipei Zhou, Ph.D., d’Immunologie.
Cartographie assistée par CRISPR de la machinerie métabolique
Lorsque le corps rencontre une infection, le système immunitaire commence à générer des lymphocytes T effecteurs pour attaquer les bactéries ou virus envahisseurs. Il existe deux types de ces cellules T. Un type est les cellules précurseurs de la mémoire, qui peuvent se développer en cellules T mémoire qui persistent à long terme pour protéger le corps.
Ce sont les cellules T générées par les vaccinations. Le deuxième type est constitué de cellules T effectrices terminales à courte durée de vie, qui ont une activité cytotoxique immédiate.
Dans cette étude, les chercheurs ont cherché à cartographier la machinerie métabolique qui contrôle la façon dont le système immunitaire décide de produire des cellules T mémoire. Chi et ses collègues se sont concentrés sur les mécanismes peu connus qui inhibent la génération de ce type de lymphocytes T.
Les scientifiques ont utilisé une technologie de manipulation de gènes appelée CRISPR pour passer au crible plus de 3 000 gènes contrôlant le métabolisme dans les cellules de souris. L’objectif était de découvrir des gènes qui régulaient le «destin» des lymphocytes T effecteurs et des lymphocytes T mémoire.
Les nutriments jouent un rôle inattendu dans le devenir des lymphocytes T
La recherche a révélé un rôle jusqu’alors inconnu que les nutriments, tels que les acides aminés et certains sucres, jouent dans la régulation du devenir des lymphocytes T. À la surprise des enquêteurs, l’analyse a identifié des voies liées aux nutriments qui supprimaient la production de cellules T mémoire.
« La notion préconçue sur le rôle des nutriments dans la fonction des cellules immunitaires était que les cellules dépendent des nutriments comme source d’énergie et comme éléments constitutifs », a déclaré Huang. «Mais notre étude fournit un autre point de vue – que les nutriments sont impliqués dans les voies inhibitrices, et que la privation de certains nutriments ou métabolites pourrait être bénéfique pour l’immunité adaptative.
« Cela semble suggérer que ce que vous mangez et buvez peut avoir une plus grande influence sur la fonction immunitaire qu’on ne le pensait auparavant », a déclaré Huang. « Ce sera une voie importante pour les recherches futures. »
Nouveau sous-type de lymphocytes T identifié
Les études ont également révélé un nouveau sous-type de lymphocytes T effecteurs, qu’ils ont appelé les cellules effectrices principales terminales. Le blocage du développement de ces cellules peut être essentiel pour renforcer l’immunité à médiation par les lymphocytes T. Les travaux des chercheurs ont identifié une voie qui contrôle la transition du développement des cellules T d’un stade intermédiaire vers des cellules premières effectrices terminales matures.
Les chercheurs ont découvert qu’ils pouvaient manipuler cette voie pour maintenir les cellules premières effectrices terminales à ce stade intermédiaire, ce qui les inciterait à proliférer pour produire plus de cellules T mémoire. « Ces résultats mettent en évidence la possibilité de cibler cette voie pour renforcer l’immunité protectrice contre les infections et les tumeurs », a déclaré Chi.
Nous sommes extrêmement enthousiasmés par ces résultats. En identifiant cet axe de signalisation des nutriments, nos études fournissent de nouvelles connaissances biologiques et des cibles thérapeutiques pour améliorer les réponses des lymphocytes T à mémoire et l’immunité protectrice contre les pathogènes et les tumeurs. «
Hongbo Chi, PhD, Département d’immunologie, Hôpital de recherche pour enfants St.Jude
La source:
Hôpital de recherche pour enfants St.Jude
Référence du journal:
Huang, H., et al. (2021) Le criblage CRISPR in vivo révèle des processus de signalisation des nutriments qui sous-tendent les décisions relatives au sort des lymphocytes T CD8 +. Cellule. doi.org/10.1016/j.cell.2021.02.021.
