Dans une étude récente publiée dans Nature, les chercheurs ont développé une bibliothèque de molécules de nutriments sanguins et ont effectué des tests pour trouver des composants alimentaires ayant un impact sur l’immunité anti-tumorale.
Étude: L’acide trans-vaccénique reprogramme CD8+ Cellules T et immunité anti-tumorale. Crédit d’image : Anusorn Nakdee/Shutterstock.com
Sommaire
Arrière-plan
Les nutriments alimentaires sont étroitement liés aux processus physiologiques humains puisqu’ils fournissent de l’énergie, biosynthétisent les éléments constitutifs et agissent comme substances médiatrices.
Cependant, les méthodes par lesquelles les nutriments humains circulent ont un impact sur des voies physiologiques particulières, ce qui justifie des recherches plus approfondies.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont exploré l’impact de l’acide trans-vaccénique (TVA) dérivé de l’alimentation sur les fonctions des lymphocytes T cytotoxiques effecteurs et l’immunité anti-tumorale dans le in vivo paramètres.
Les chercheurs ont examiné l’impact de plusieurs nutriments sur les lymphocytes T humains à l’aide d’une technique de criblage basée sur une bibliothèque de molécules de nutrition sanguine.
Toutes les lignées cellulaires (Jurkat T, cellules humaines Plat-E, cellules cancéreuses de mélanome murin B16-OVA, cellules cancéreuses de mélanome murin B16F10, cellules de cancer du sein E0771 et cellules de carcinome du poumon de Lewis LLC1 et cellules d’adénocarcinome colorectal murin MC38) ont été validées à l’aide de courtes séquences génomiques. profilage de répétition en tandem (STR).
Le premier criblage a été utilisé pour identifier les aliments favorisant l’activation des lymphocytes Jurkat T déclenchée par le groupe d’anticorps de différenciation 23 (CD23) et CD28. L’écran 1b a identifié des nutriments qui inversent l’épuisement dépendant du ligand de mort programmé 1 (PD-L1) des cellules Jurkat T exprimant de manière stable la protéine de mort cellulaire programmée 1 (PD-1) produite par des cellules de cancer du poumon H596 humaines co-cultivées exprimant PD-L1. .
L’équipe a effectué une purification par billes magnétiques pour identifier les cellules OT-I exprimant la protéine 9 (Cas9) associée à CRISPR provenant de la rate et des ganglions lymphatiques périphériques des animaux Cas9-OT-I.
Les bénéficiaires commerciaux d’une thérapie lymphocytaire T avec récepteur d’antigène chimérique (CAR) ont fourni des échantillons de sérum. Les chercheurs ont infecté les lymphocytes Jurkat T avec un lentivirus préfabriqué exprimant PD-1, puis ont choisi 2,0 g/mL de puromycine pour produire des lymphocytes Jurkat T exprimant PD-1.
Le Western blot a révélé la présence de PD-1. L’étude consistait à nourrir les lymphocytes T Jurkat avec une bibliothèque nutritionnelle pendant deux jours, puis à les stimuler avec des anticorps anti-CD3 et anti-CD28 pendant 12 heures. Les niveaux d’interleukine-2 (IL-2) ont été mesurés à l’aide de tests immuno-enzymatiques (ELISA).
Dans le deuxième criblage, les lymphocytes Jurkat T ont été co-cultivés avec des cellules exprimant PD-1 pendant 60 heures, puis stimulés avec des anticorps anti-CD23 et anti-CD28 pendant 12 heures. Des animaux murins Gpr43fl/fl, Gpr43−/− et Cd8acre ont été élevés pour produire des souris à knock-out conditionnel Gpr43−/flCd8acre (Gpr43/flCd8acre) et développer le modèle de tumeur animale Gpr43/fl.
L’équipe a obtenu des saignements de joue aux jours 3,0, 12 et 18 et a effectué une cytométrie en flux pour évaluer l’efficacité de la réduction des lymphocytes T CD8+ à l’aide d’anticorps ciblant les épitopes CD8 non concurrents (CD8 anti-souris BV711).
In vitro [13C] traçage des acides gras, test d’oxydation des acides gras d’hippocampe, niveau de calcium (Ca2+) mesuré des lymphocytes T cytotoxiques (CD8+), édition de répétitions palindromiques courtes et régulièrement espacées (CRISPR) regroupées de cellules OT-I de souris, test déroulant pour identifier les protéines réticulées. Des complexes TVA, un test de co-culture avec le Blinatumomab et un test d’expansion des cellules CAR-T ont été réalisés. Les niveaux de TVA ont été quantifiés par spectroscopie de résonance magnétique nucléaire (RMN).
Résultats
La TVA, un constituant des acides gras trans du lait maternel, provient principalement des aliments des ruminants tels que l’agneau, le bœuf et les produits laitiers. Les humains et les souris ne convertissent que 12 à 19 % de la TVA dérivée de l’alimentation en acide ruménique. TVA a inhibé le récepteur immunorégulateur couplé à la protéine G 43 (GPR43), une molécule stimulée par ses ligands SCFA.
La TVA a déclenché l’axe AMP cyclique (AMPc)-protéine kinase A (PKA)-protéine de liaison à l’élément de réponse à l’AMPc (CREB), améliorant ainsi la fonction des lymphocytes T cytotoxiques, indiquant que la TVA alimentaire, plutôt que les SCFA dérivés du microbiote intestinal intra-hôte, est une voie de reprogrammation extrinsèque de l’hôte pour les lymphocytes T cytotoxiques.
La TVA a atténué l’activité du GPR43 de couplage Gαi et les niveaux élevés d’AMPc, antagonisant l’influence des molécules d’acides gras à chaîne courte sur l’AMP cyclique pour améliorer la fonction des lymphocytes T cytotoxiques de type effecteur. La TVA a favorisé l’immunité anti-tumorale grâce à la régulation des lymphocytes T CD8+, améliorant sélectivement la fonction des lymphocytes T cytotoxiques stimulés.
L’amélioration de la fonction des lymphocytes T cytotoxiques induite par la TVA était régulée par la voie GPCR-CREB, avec une rétroaction positive augmentant l’expression de la PKA et de la CREB au niveau des gènes. L’activité TVA nécessitait CREB et pourrait améliorer la fonction des lymphocytes T cytotoxiques et l’immunité anti-tumorale in vivo. L’inhibition de CREB a contrarié l’impact de la TVA alimentaire sur l’immunité anti-tumorale.
TVA a amélioré les traitements à base de lymphocytes T. Pour les lymphocytes T cytotoxiques, la voie GPR43-CREB pourrait être spécifique au type de cellule. La thérapie TVA, par exemple, a amélioré la synthèse de l’interleukine-2 par les lymphocytes T auxiliaires (CD4+), mais n’a pas eu d’impact sur la génération de molécules effectrices telles que le facteur de nécrose tumorale alpha (TNF-α) et l’interféron gamma (IFN-γ) ou le prolifération ou apoptose des lymphocytes T auxiliaires.
Par conséquent, les effets de la TVA alimentaire sur les lymphocytes T auxiliaires étaient mineurs par rapport à ceux sur les lymphocytes T cytotoxiques, ce qui pourrait être dû à la faible expression de GPR43 dans les lymphocytes T auxiliaires.
Conclusion
Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont montré que l’acide trans-vaccénique alimentaire augmente l’activité des lymphocytes T cytotoxiques effecteurs et l’immunité anti-tumorale dans le in vivo paramètres.
La TVA extra-organisme, contrairement aux SCFA intra-organismes dérivés de microbes intestinaux fonctionnant comme des agonistes du GPR43, a reprogrammé les lymphocytes T CD8+ par régulation extrinsèque pour inactiver le GPR43.
Les résultats de l’étude contribuent à une meilleure compréhension des liens moléculaires entre la nutrition et la physiopathologie humaine, avec des implications pour les recherches futures sur la fonction des nutriments en circulation dans la santé et la maladie.
Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour améliorer la compréhension des voies effectrices en aval du GPR43 et élucider les processus sous-jacents.