Déchiffré le language des lymphocytes T, la Pierre de Rosette du système immunitaire

Comment notre système immunitaire peut nous défendre contre des attaquants aussi divers que les virus, les parasites, les champignons et les tumeurs? Le secret réside dans le grand nombre de clones de lymphocytes T et B, dont chacune exprime un récepteur spécifique particulier. Jusqu'à il y a quelques années, déchiffrer la complexité de ce vaste répertoire était considéré comme une tâche impossible. Manquait la "Pierre de Rosette", ou plutôt une clé de décryptage pour «traduire» et comprendre ce «langage» dans toute sa complexité. Aujourd'hui, grâce au développement d'outils de nouvelle génération pour le séquençage d'ADN (Next Generation Sequencing, NGS) on peut rapidement obtenir des millions de séquences qui représentent la carte d’identité des lymphocytes T. Mais comment peut-on remonter de ces données à la spécificité des clones cellulaires individuels et en comprendre leur fonction?

La découverte
Cette question vient d’être élucidée grâce à une étude publiée dans la prestigieuse revue Science, étude qui a été menée par un groupe de chercheurs dirigé par Federica Sallusto de l’Institut de Recherche en Biomédecine, Bellinzona (Université de la Suisse italienne). L'étude décrit une nouvelle approche qui permet de déchiffrer le langage des lymphocytes T, des cellules du système immunitaire qui nous protègent contre les agents pathogènes et les tumeurs. Combinant des procédés de séquençage de nouvelle génération aux stimulations in vitro et à l'analyse des cellules spécifiques, les chercheurs ont pu, pour la première fois, pour établir un catalogue complet de la réponse immunitaire à des agents pathogènes et aux vaccins. En particulier, ont pu être catalogués tous les clones qui répondent à un micro-organisme particulier, en déterminant leurs spécificités et leurs propriétés fonctionnelles, par exemple leur capacité à produire des médiateurs inflammatoires (cytokines) ou à migrer dans différents tissus.

Les résultats de cette recherche sont surprenants à tous points de vue. Tout d'abord, le répertoire des cellules T spécifiques est très large et comprend des milliers de clones, chacun caractérisé par un récepteur différent. Ceci est également observé dans le cas de réponses à de simples antigènes, tels que le vaccin contre le tétanos. Un second résultat, totalement inattendu, est qu’à l'intérieur d’un même clone, les cellules peuvent acquérir des fonctions différentes et migrer dans différents tissus. 

Selon Federica Sallusto, "en utilisant cette nouvelle approche, nous pouvons rapidement déchiffrer le langage des lymphocytes T, ce qui inclus leur identité, leur spécificité et leur fonction, et nous pouvons le faire pour les milliers de clones qui interviennent dans la réponse immunitaire aux bactéries et aux vaccins. De cette manière, on a trouvé que, quand une cellule T reconnaît un agent pathogène et prolifère pour l’éradiquer, les cellules filles peuvent subir différents sorts, tels que la capacité de produire différents types de cytokines ou de migrer vers différents tissus. Cette extrême flexibilité des lymphocytes T humains est un nouvel élément qui explique comment le système immunitaire est capable de répondre aux attaques avec des armes différentes et sur plusieurs fronts".

Référence de l’article
Becattini, S., D. Latorre, F. Mele, M. Foglierini, C. De Gregorio, A. Cassotta, B. Fernandez, S. Kelderman, T.N. Schumacher, D. Corti, A. Lanzavecchia, and F. Sallusto. 2014. Functional heterogeneity of human memory CD4+ T cell clones primed by pathogens or vaccines. Science. 1260668. doi:10.1126/science.1260668.

Pour plus d’informations
Federica Sallusto: [email protected]. Tel: +41 76 326 77 34
Directrice du laboratoire d’immunologie cellulaire
Directrice du Centre d’Immunologie Medicale
IRB, Bellinzona
USI, Lugano

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Figure 1: L'analysede la spécificité et de la fonction des lymphocytes T combinée avec les nouveaux outils de séquençage d'ADN de nouvelle génération sont une pierre de Rosette moderne qui permet de déchiffrer la réponse immunitaire humaine contre les agents pathogènes et les vaccins.

Figure 2 : La réponseimmunitaire humaine contre les agents pathogènes et les vaccins inclut des milliers de clones de cellules T de tailles différentes, chacune avec sa propre carte d'identité, qui peut être "décodé" en combinant l'analyse de la spécificité et de la fonction avec les nouveaux outils de séquençage de l'ADN de nouvelle génération.