Interrogation of mechanotransduction in early T cell spreading

Rôle de la mécanotransduction dans l'activation des lymphocytes T

• Auteur / Autrice : Farah Mustapha
• Direction : Pierre-Henry Puech, Kheya Sengupta
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Immunologie
• Date : Soutenance le 29/04/2022
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la vie et de la santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Adhésion et Inflammmation (LAI) (Marseille) - Centre Interdisciplinaire de Nanoscience de Marseille (CINAM)
• Jury : Président / Présidente : Claire Hivroz
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Janis Burkhardt, Mossadek Talby, Torsten Müller
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jeremie Rossy, Paolo Pierobon

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transduction du signal cellulaire

Cellules présentatrices d'antigènes

Lymphocytes T

Mots clés libres

Lymphocytes T

Cellules présentatrices d'antigènes

Forces mécaniques

Microscopie à force de traction

T lymphocyte

Antigen presenting cell

Mechanical forces

Traction force microscopy

Résumé

Les cellules T utilisent des forces pour lire et agir sur les paramètres mécaniques de leur microenvironnement, qui comprend les cellules présentatrices d'antigènes (CPA). Ici, nous explorons l'interaction précoce des cellules T avec un gel polymère ultra-doux imitant l'CPA présentant une rigidité physiologiquement pertinente dans la plage de 350 à 450 Pa. Nous quantifions la dépendance de la propagation et de la rigidité des cellules sur l'élasticité du gel et mesurons la traction précoce les forces. Nous constatons que le revêtement de la surface avec un anticorps contre la région CD3 du complexe TCR provoque une déformation du gel petite mais mesurable dans la phase de reconnaissance précoce, que nous quantifions en termes de stress ou d'énergie. Nous montrons que l'évolution temporelle de l'énergie suit l'un des trois schémas distincts suivants: fluctuation active, signal intermittent ou signal sigmoïdal. L'ajout d'anti-CD28 ou d'anti-LFA1 a peu d'impact sur l'énergie totale intégrée ou la contrainte maximale. Cependant, la distribution relative des modèles d'énergie dépend des ligands supplémentaires et du type de cellule. Remarquablement, les forces sont centrifuges très tôt et ne se transforment que plus tard en une traction centripète classique pointant vers l'intérieur.

T cells use forces to read out and act on the mechanical parameters of their microenvironment, which includes antigen presenting cells (APCs). Here we explore the early interaction of T cells with an APC-mimicking ultra-soft polymer gel exhibiting physiologically relevant stiffness in the range of 350-450 Pa. We quantify the dependence of cell spreading and stiffness on gel elasticity, and measure early time traction forces. We find that coating the surface with an antibody against the CD3 region of the TCR-complex elicits small but measurable gel deformation in the early recognition phase, which we quantify in terms of stress or energy. We show that the time evolution of the energy follows one of three distinct patterns: active fluctuation, intermittent, or sigmoidal signal. Addition of either anti-CD28 or anti-LFA1 has little impact on the total integrated energy or the maximum stress. However, the relative distribution of the energy patterns does depend on the additional ligands and the cell type.