Analyse intégrative à l’échelle de la cellule unique des mécanismes moléculaires conduisant au développement des lymphocytes T αβ ou γδ dans le thymus murin

Single-cell integrative analysis of the molecular mechanisms leading to the development of αβ or γδ T cells in the murine thymus

• Auteur / Autrice : Sara Scaramuzzino
• Direction : Bernard Malissen
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Immunologie
• Date : Soutenance le 20/12/2021
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre d'Immunologie Marseille-Luminy (1976-....) - Centre d'Immunophénomique (CIPHE) (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Naquet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Xavier Saulquin, Magali Irla
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Laurence Bataille-Ardouin, James P. Di Santo

Mots clés

Mots clés contrôlés

Immunophénomarquage

Thymus

Tyrosine kinases

Lymphocytes T

Mots clés libres

Développement des lymphocytes T

Engagement dans les lignages T

Single-Cell transcriptomics

T cell development

T cell lineage commitment

Single cell transcriptomic

Résumé

Pour progresser dans les premières étapes du développement intrathymique, les lymphocytes T immatures doivent réarranger productivement la chaîne β du TCR, permettant l’assemblage d’un pré-TCR. Via ses unités de signalisation et de protéine-tyrosine kinases, le pré-TCR délivre des informations induisant l’exécution d’un programme complexe conduisant les lymphocytes T immatures vers le stade DP. La finalité du pré-TCR est de contrôler cette transition afin que seules les cellules DN présentant un réarrangement productif du gène de la chaîne β du TCR atteignent le stade DP. Les cellules DN n'y parvenant pas, ont encore la possibilité de s’orienter vers le lignage T γδ. Les lymphocytes T immatures DN constituent une population minoritaire du thymus, de nombreuses questions restent à résoudre concernant les événements moléculaires dont ils sont l’objet et qui déterminent leur orientation dans la voie αβ ou γδ. Ce projet de thèse vise à élucider les bases moléculaires de cette bifurcation développementale. A cette fin, nous avons combiné des approches d’immunophénotypage et de transcriptomiques à l’échelle « cellule unique » afin de les appliquer à un modèle souris. Ce modèle présente un déficit dans l’adaptateur LAT, vital pour convoyer les signaux en provenance du pré-TCR et des TCR γδ. Les récepteurs pré-TCR ou TCR γδ inactifs exprimés de manière mutuellement exclusive sur les lymphocytes T DN des souris dépourvues de LAT préviennent donc leur différenciation en cellules T αβ ou γδ. Ceci offre la possibilité unique de comparer leur transcriptome et de déterminer comment se produit l’orientation développementale, si elle dépend des signaux émis par le pré-TCR ou le TCR γδ.

To progress through the early stages of intrathymic development, immature T cells must productively rearrange the V, D, and J gene segments coding for the TCR-β chain, enabling the assembly of a the pre-TCR. Through its signaling units and associated protein-tyrosine kinases, the pre-TCR delivers informations that induce the execution of a complex molecular program leading immature T cells to reach the DP stage. The purpose of the pre-TCR is therefore to control that only DN cells with a productive rearrangement of the TCR β-chain gene reach the DP stage. DN cells that fail to synthesize the TCR-β chain still have the option of developing into the γδ T-cell lineage. Given that immature DN T cells constitute a minor population within the thymus, many questions therefore remain to be answered regarding the molecular events that determine their orientation toward the αβ or γδ lineage.This thesis project aims to elucidate the molecular basis of this developmental bifurcation. To this end, we combined multidimensional immunophenotyping approaches and transcriptomic studies at the ''single cell'' level and applied them to a mouse model. This model has a deficiency in the LAT adaptor. The LAT adaptor is vital for conveying signals from the pre-TCR and γδ TCRs. The inactive pre-TCR or γδ TCR receptors that are mutually exclusively expressed on immature DN T cells from LAT-deficient mice therefore prevent their differentiation into αβ or γδ T cells. Therefore, it provides a unique opportunity to compare their transcriptome and determine whether developmental orientation is dependent on, or occurs prior to and independent of, signals from the pre-TCR or the γδ TCR.