Impact de l’IL-2 exogène sur la génération de précurseurs de la CD8 mémoire in vitro

The impact of exogenous IL-2 on the generation of CD8 memory precursor in vitro

• Auteur / Autrice : Shaoying Wang
• Direction : Jacqueline Marvel, Wenzheng Jiang
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 16/05/2022
• Etablissement(s) : Lyon en cotutelle avec East China normal university (Shanghai)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Biologie Moléculaire Intégrative et Cellulaire (Lyon ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : École normale supérieure de Lyon (2010-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre International de Recherche en Infectiologie (Lyon ; 2013-....)
• Jury : Président / Présidente : Mathias Faure
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jacqueline Marvel, Wenzheng Jiang, Mathias Faure, Anne Astier, Grégory Verdeil, Uzma Hasan
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Anne Astier, Grégory Verdeil

Mots clés

Mots clés libres

Lymphocyte T CD8

IL-2 exogène

Précurseur mémoire

Cytokines gamma c

CD8 T cell

Exogenous IL-2

Memory precursors

Gamma c cytokines

Résumé

La rencontre de lymphocytes T CD8 naïfs avec des cellules présentatrices d'antigène déclenche leur activation, leur prolifération et leur différenciation jusqu'à l'état de cellule mémoire. Afin de définir les paramètres nécessaires à la génération de précurseur mémoire et d'évaluer l'impact de l'IL-2 exogène (ex-IL-2) sur ce processus, nous avons mis en place un modèle d'activation in vitro de lymphocytes T CD8. Nos résultats indiquent tout d’abord que la concentration cellulaire impacte fortement la dépendance à l'IL-2 pour l'activation des lymphocytes T CD8. En effet, l'Ex-IL-2 ne semble pas nécessaire pour la prolifération cellulaire à une concentration élevée de CD8 T, mais devient essentielle à une concentration cellulaire faible. De plus, l'IL-2 exogène améliore l'expression de CD25, EOMES et Bcl2 mais régule à la baisse TCF1 dans toutes les conditions de culture. D’autre part, pour évaluer la capacité des lymphocytes T CD8 activés in vitro à participer à une réponse effectrice en cours, ou à se différencier directement en cellules mémoires, nous avons transféré des lymphocytes T CD8 activés in vitro dans des souris hôtes préalablement infectées par un virus. Dans ce contexte, les lymphocytes T CD8 activés avec et sans ex-IL-2 ont une capacité similaire à participer à une réponse immunitaire en cours et à se différencier en cellules mémoires. Cependant, lorsqu'elles sont transférées dans des hôtes naïfs, les cellules T CD8 activées en présence d'IL-2 exogène génèrent davantage de cellules mémoires qui possèdent des caractéristiques de cellules mémoires fonctionnelles améliorées. L'analyse transcriptomique de cellules uniques suggère que les cellules T CD8 activées sans ex-IL-2 génèrent plus de précurseurs de cellules mémoires 4 jours après l'activation tandis que les cellules activées avec ex-IL-2 acquièrent des fonctions effectrices. Dans l'ensemble, l'ex-IL-2 retarde la transition vers les cellules précurseurs mémoires, permettant aux cellules d'acquérir des fonctions effectrices qui s'impriment dans les cellules mémoire qu'elles génèrent. Enfin, le rôle d'autres cytokines gamma-c sur l'activation des lymphocytes T CD8 a également été étudié, nos résultats suggèrent que l'IL-7 et l'IL-15 exogènes entraînent une différenciation similaire des CD8 sans aucune cytokine, tandis que l'IL-4 et l'IL-4 exogènes L'IL-21 induit une différenciation spécifique des CD8.

The encounter of naive CD8 T-cells with antigen presenting cells triggers their activation, proliferation and differentiation up to the memory state. To define the parameters necessary for the generation of memory precursor and to evaluate the impact of exogenous IL-2 (ex-IL-2) on this process, we have set-up an in vitro model of CD8 T cell activation. Our results indicate that cellular concentration strongly impacts the IL-2- dependency of CD8 T cell activation in vitro. Ex-IL-2 is redundant for cellular proliferation at high responding CD8 T concentration, but becomes essential at lower cell concentration. And exogenous IL-2 enhances the expression of CD25, EOMES and Bcl2 but downregulates TCF1 in all culture conditions. To assess the capacity of the in vitro activated CD8 T cells to participated in an ongoing effector response or to directly differentiate in memory cells we have transferred in vitro activated CD8 T cells in either virus-infected or naive mice. CD8 T cells activated with and without ex-IL-2 have a similar capacity to participate in an ongoing immune response and to differentiate in memory cells following transfer in virus-infected mice. However, when transferred in naive hosts, CD8 T cells activated in the presence of exogenous IL-2 generate more memory cells that show enhanced functional memory features. Single cell transcriptomic analysis suggests that CD8 T cells activated without ex-IL-2 generate more memory precursors 4 days after activation while cells activated with ex-IL-2 acquire effector functions. Overall, the ex-IL- 2 delays the transition into MP cells, allowing cells to acquire effector functions that imprint in the memory cells they generate. Finally, the role of other gamma-c cytokines on the activation of CD8 T cells was also studied, our results suggest that exogenous IL-7 and IL-15 drive a similar differentiation of CD8 as without any cytokine, while exogenous IL-4 and IL-21 induce a specific differentiation of CD8.