Une nouvelle technique pourrait permettre aux chercheurs d’isoler et d’identifier plus efficacement les cellules T rares

Les scientifiques du centre Eli et Edythe Broad de médecine régénérative et de recherche sur les cellules souches de l’UCLA ont développé une technique qui permettra aux chercheurs d’isoler et d’identifier plus efficacement les cellules T rares capables de cibler les virus, le cancer et d’autres maladies.

Cette approche pourrait permettre aux scientifiques de mieux comprendre comment ces cellules immunitaires critiques réagissent à un large éventail de maladies et faire progresser le développement de thérapies à base de cellules T. Cela comprend les immunothérapies qui visent à augmenter la fonction et la quantité de cellules T cancéreuses ou virales et les thérapies destinées à réguler l’activité des cellules T hyperactives dans les maladies auto-immunes telles que le diabète et la sclérose en plaques.

L’étude, publiée aujourd’hui dans Actes de l’Académie nationale des sciences, décrit comment la nouvelle méthode, appelée CLInt-Seq, combine et améliore les techniques existantes pour collecter et séquencer génétiquement des cellules T rares.

«Les cellules T sont essentielles pour protéger le corps contre les infections et les cancers», a déclaré Pavlo Nesterenko, premier auteur du nouvel article et étudiant diplômé dans le laboratoire du Dr Owen Witte. « Ils sont à la fois les effecteurs et les organisateurs de la réponse immunitaire adaptative du corps, ce qui signifie qu’ils peuvent être utilisés comme agents thérapeutiques et étudier leur dynamique peut éclairer l’activité immunitaire globale. »

Les cellules T se distinguent des autres cellules immunitaires car elles sont équipées de molécules à leur surface appelées récepteurs des cellules T qui reconnaissent des fragments de protéines étrangères appelées antigènes.

Notre corps produit des millions et des millions de cellules T par jour et chacune de ces cellules possède son propre ensemble distinct de récepteurs. Chaque récepteur de cellule T est capable de reconnaître un antigène spécifique. Un récepteur de cellule T pourrait reconnaître un antigène du virus qui cause le rhume tandis qu’un autre pourrait reconnaître un antigène du cancer du sein, par exemple.

Lorsqu’une cellule T rencontre un antigène que son récepteur reconnaît, elle passe à l’action, produisant un grand nombre de copies d’elle-même et ordonnant à d’autres parties du système immunitaire d’attaquer les cellules portant cet antigène.

Des chercheurs du monde entier explorent des méthodes pour collecter des cellules T avec des récepteurs ciblant le cancer ou d’autres maladies comme le virus SARS-CoV-2 chez des patients, étendre ces cellules en laboratoire, puis renvoyer cette plus grande population de cellules T ciblées aux patients pour stimuler leur réponse immunitaire.

Le problème est que dans la plupart des populations de cellules auxquelles nous avons accès, que ce soit à partir de sang périphérique ou d’échantillons prélevés dans d’autres parties du corps humain, les lymphocytes T avec des récepteurs d’intérêt se trouvent en très faible nombre. Les méthodes existantes pour capturer et identifier ces cellules T demandent beaucoup de travail et doivent être améliorées. « 

Dr Owen Witte, auteur principal et directeur fondateur, UCLA Broad Stem Cell Research Center

Une partie de la raison pour laquelle ce processus est inefficace est que lorsque les cellules T reconnaissent l’antigène pour lequel elles ont le récepteur correspondant, elles envoient des signaux qui incitent d’autres cellules proches à s’activer partiellement.

« Ces cellules dites » spectatrices « sont excitées par l’activité qui les entoure, mais ne sont pas vraiment capables de réagir à l’antigène qui a provoqué la réponse immunitaire », a déclaré Witte, qui occupe la chaire présidentielle en immunologie du développement au département de microbiologie, immunologie. et la génétique moléculaire et est membre du UCLA Jonsson Comprehensive Cancer Center.

Lorsque les chercheurs tentent d’isoler des cellules T avec des récepteurs spécifiques en utilisant des méthodes traditionnelles, ils finissent par capturer un grand nombre de ces cellules témoins. CLInt-Seq atténue ce problème en incorporant une technique qui permet aux chercheurs de distinguer les cellules T avec des récepteurs d’intérêt de la plupart des cellules témoins.

Isoler les cellules T avec des récepteurs spécifiques n’est que la première étape. Pour que ces cellules isolées soient utiles, elles doivent être analysées à l’aide du séquençage d’ARNm à base de gouttelettes, également connu sous le nom de Drop-seq, qui peut mesurer l’expression de l’ARN messager dans des milliers de cellules individuelles à la fois.

« Une fois que vous connaissez la séquence d’un récepteur de cellule T d’intérêt, vous pouvez utiliser cette information pour développer des thérapies qui, soit en tirent davantage parti de cette cellule dans le cas de la lutte contre le cancer et les virus, soit pour introduire des cellules T régulatrices avec cette séquence de récepteur pour freiner un réponse immunitaire hyperactive dans une zone donnée « , a déclaré Nesterenko.

Le processus d’isolement des cellules T avec des récepteurs spécifiques nécessite que le contenu des cellules soit fixé en place à l’aide de produits chimiques qui forment des liaisons entre les protéines à l’intérieur de chaque cellule et leur environnement – cette technique est connue sous le nom de réticulation. Malheureusement, la réticulation dégrade l’ARN des cellules T, ce qui rend l’analyse Drop-seq très difficile. CLInt-Seq surmonte cet obstacle en utilisant une méthode de réticulation qui est réversible et préserve ainsi l’ARN des lymphocytes T.

« L’innovation de ce système est qu’il combine une méthode améliorée qui identifie les récepteurs des lymphocytes T avec plus de spécificité avec une adaptation chimique qui rend ce processus compatible avec le séquençage d’ARNm à base de gouttelettes », a déclaré Witte. « Cela relève les défis au cœur de la recherche de récepteurs de cellules T pour traiter le cancer et d’autres maladies ainsi que les infections virales – des virus aigus comme le virus qui cause COVID-19 aux virus chroniques comme Epstein Barr ou l’herpès. »

À l’avenir, le laboratoire Witte utilise cette technologie pour répondre à un certain nombre de questions scientifiques, notamment l’identification des récepteurs des lymphocytes T qui réagissent au virus SARS-CoV-2 et le développement de thérapies par lymphocytes T pour le cancer de la prostate.