Les cellules T γδ humaines dans divers tissus présentent des dynamiques de maturation spécifiques au site tout au long de la vie

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Contexte de recherche

Les cellules T γδ jouent un rôle important dans le système immunitaire, notamment dans la protection, l’homéostasie et la réparation tissulaire. Contrairement aux cellules T αβ traditionnelles, qui sont limitées par les complexes majeurs d’histocompatibilité (MHC), les cellules T γδ se répartissent directement dans les tissus périphériques et réagissent à une variété de stimuli microbiens sans dépendre de la reconnaissance des peptides MHC. Chez la souris, le développement des cellules T γδ est marqué par des “vagues de développement” à des moments clés au niveau des barrières corporelles. Ces études fournissent des indices sur le rôle essentiel des cellules T γδ au cours des stades précoces du développement. Cependant, la fonction des cellules T γδ humaines dans les tissus périphériques reste peu claire, et la plupart des recherches se concentrent sur le sang et le thymus. Compte tenu du rôle de ces cellules dans les réponses immunitaires contre les tumeurs et certains pathogènes, il est nécessaire de comprendre leur fonction et leur dynamique de distribution dans différents stades de l’âge et dans divers tissus.

Source de l’article

Cet article intitulé “Human γδ T cells in diverse tissues exhibit site-specific maturation dynamics across the lifespan” a été rédigé par plusieurs auteurs de différentes institutions de recherche, notamment l’Université Columbia, l’Université de Cambridge, l’Université de Californie à Berkeley, et l’Université de Floride. Il a été publié dans la revue “Science Immunology” sous la référence eadn3954, le 7 juin 2024.

Protocole de recherche

Pour étudier en profondeur la fonction et la distribution des cellules T γδ humaines dans différents tissus, nous avons réalisé le protocole de recherche et les expériences suivants :

  1. Collecte et traitement des échantillons :

    • Nous avons coopéré avec plusieurs Organ Procurement Organizations (OPOs) aux États-Unis pour obtenir des échantillons de sang, de rate, de poumon, d’iléon, de ganglions lymphatiques associés, ainsi que 52 échantillons supplémentaires de sang, issus de 124 donneurs d’organes (dont 70 enfants et 54 adultes).
    • Après broyage mécanique et digestion enzymatique, les échantillons ont été analysés par cytométrie en flux, séquençage de l’ARN monocellulaire (scRNA-seq) et séquençage du TCR, entre autres méthodes à haute dimension.

  2. Méthodes expérimentales et analyse :

    • Cytométrie en flux : utilisée pour analyser les proportions de cellules T γδ et leurs marqueurs fonctionnels dans différents organes.
    • Séquençage de l’ARN monocellulaire : utilisé pour identifier les sous-groupes de cellules T γδ à différents stades de développement et comparer leurs caractéristiques d’expression génique.
    • Séquençage du TCR : pour analyser les schémas d’utilisation des gènes TCR des cellules T γδ et les situations de clonalité élargie, en mesurant le degré de recouvrement des clones dans différents tissus et les changements liés à l’âge.

  3. Traitement des données :

    • Le traitement des données a été réalisé en utilisant des méthodes efficaces de biologie computationnelle, avec des programmes en Python et R pour le nettoyage de données, la réduction dimensionnelle et l’analyse des expressions différentielles. Les classifications et fonctionnalités sous-types des cellules T γδ ont été identifiées à l’aide d’un classificateur multi-modalités (MMOCHI).

Résultats principaux

  1. Différences entre les proportions et fonctions des cellules T γδ chez l’enfant et l’adulte :

    • Chez les enfants, on trouve une proportion significativement plus élevée de cellules T γδ dans le sang, la rate et les poumons par rapport aux adultes.
    • Les cellules T γδ des enfants affichent une fonction de réparation tissulaire prononcée, tandis que chez les adultes, les mêmes cellules montrent principalement une cytotoxicité.

  2. Distribution spécifique aux tissus des sous-groupes de cellules T γδ :

    • Chez les enfants, les cellules Vδ1 sont principalement réparties dans la rate, l’iléon et les ganglions lymphatiques, tandis que chez les adultes, les cellules Vδ1 dominent dans tous les tissus, et les cellules Vδ2 sont principalement présentes dans le sang.
    • Au cours des différentes phases de maturation face à l’exposition antigénique, les cellules T γδ présentent différents états fonctionnels.

  3. Clonalité élargie et schémas de distribution :

    • Le séquençage du TCR a révélé que la diversité clonale et l’expansion des cellules T γδ dans différents tissus et tranches d’âge présentent des différences significatives.
    • Les clonotypes de cellules T γδ sont plus diversifiés chez les enfants, tandis que chez les adultes, ils sont plus étendus et présentent un degré de recouvrement plus élevé entre différents tissus.

Conclusion et importance

Cette étude révèle les caractéristiques fonctionnelles et de distribution des cellules T γδ humaines dans différents tissus tout au long de la vie, en particulier les changements significatifs du stade enfant à adulte. Chez les enfants, le statut pas encore pleinement différencié des cellules T γδ dans les tissus joue un rôle clé dans la réparation et la protection immunitaire. En revanche, à l’âge adulte, les cellules T γδ affichent des caractéristiques hautement différenciées et cytotoxiques, plus adaptées à la surveillance immunitaire.

Ce changement révèle non seulement les mécanismes biologiques potentiels des cellules T γδ au cours du développement, mais fournit également une base théorique importante pour l’élaboration de stratégies de traitement immunitaire adaptées à différents stades de l’âge et scénarios de maladie.

Points forts de l’étude

  1. Dynamique des cellules T γδ couvrant l’ensemble du cycle de vie : grâce à une analyse intégrée des échantillons de donneurs d’organes et de sang à différents stades d’âge, les caractéristiques de changement des cellules T γδ au cours de la vie ont été révélées.
  2. Analyse intégrée de données à haute dimension : en combinant la cytométrie en flux, le séquençage ARN monocellulaire et le séquençage du TCR, la hétérogénéité fonctionnelle et la distribution clonale des cellules T γδ ont été systématiquement mises en évidence.
  3. Expansion clonale guidée par l’antigène : l’analyse clonale a montré les caractéristiques d’expansion guidée par l’antigène des cellules T γδ dans différents tissus et stades d’âge.

Orientations futures de la recherche

  • Analyser plus en détail les changements fonctionnels des cellules T γδ dans différents états de maladie et environnements.
  • Étudier les mécanismes de transcription clés dans le processus de développement des cellules T γδ afin de découvrir des cibles de traitement immunitaire potentielles.

Cette recherche approfondit non seulement notre compréhension de la distribution dynamique et des fonctions des cellules T γδ humaines tout au long de la vie, mais offre également une base précieuse pour le développement de thérapies immunitaires plus efficaces à l’avenir.