Rôle de la voie de signalisation Notch dans la réponse lymphocytaire T CD8 suite à une infection aiguë ou chronique

Lors d’une infection, les lymphocytes T (LT) CD8 naïfs entre dans une phase de prolifération rapide durant laquelle ils se différencient en LT effecteurs (LTe) capables d’éliminer l’agent infectieux par activité cytolytique directe ou par la production de cytokines. Au pic de la réponse, il existe deux sous-populations de LT effecteurs : d’une part, les SLEC pour «short lived effector cells» (CD127faibleKLRG1fortT-betfortEOMESfaible) qui meurent par apoptose suite à l’élimination du pathogène et d’autre part, les MPEC pour «memory precursor effector cells» (CD127fortKLRG1faibleT-betfaibleEOMESfort) dont certains survivent et se différencier au cours du temps en LT CD8 mémoires (LTm) qui nous protége alors contre une seconde infection par le même pathogène. Toutefois, les mécanismes moléculaires permettant l’établissement d’une mémoire immunitaire fonctionnelle à long terme sont encore méconnus. De plus, dans le cas d’infection chronique ou de cancer, la persistance de l’antigène (Ag) et de l’inflammation conduisent à un gain d’expression de récepteurs inhibiteurs (RI) (PD-1, Lag-3, 2B4, etc.) à la surface des LTe provoquant une perte progressive de leur fonctionnalité (production de cytokines et cytotoxicité), les empêchant ainsi de se différencier en LT CD8 mémoires. Toutefois, il est possible de les revigorer par un traitement inhibant l’interaction entre les RI et leurs ligands. Lors d’une infection chronique, il existe deux sous-populations de LT CD8 épuisés, les progéniteurs (PD-1intT-Betfort) qui ont gardé certaines fonctions effectrices et qui peuvent donner naissance, en se divisant, aux LT CD8 épuisés de façon terminale (PD-1fortTBetfaible). Seules les cellules exprimant un niveau intermédiaire de PD-1 peuvent être revigorées. Ainsi, mieux comprendre les mécanismes moléculaires à l’origine de la différenciation des LT CD8 à la suite d’une réponse immunitaire aiguë ou chronique pourrait permettre 1) d’améliorer les stratégies de vaccinations actuelles pour générer plus de LTm CD8 fonctionnels à longue durée de vie, et 2) empêcher ou diminuer l’état d’épuisement des LT dans le cas d’infection chronique ou de cancer. Nous avons émis l’hypothèse que la voie de signalisation Notch contrôle la différenciation des LT CD8 suite à une infection aiguë ou lors d’une infection chronique. Des souris sauvages ou déficientes pour Notch ont été soit vaccinées, soit infectées avec la bactérie intracellulaire Listeria monocytogenes (Lm-OVA) ou encore infectée avec la souche clone13 du virus de la chorioméningite lymphocytaire qui établit une infection chronique chez la souris. Suite à une réponse lymphocytaire CD8 aiguë, l’absence de la voie de signalisation Notch provoque une baisse de la production de cytokines, une diminution de la génération des SLEC associée à une plus faible expression de CD25 sans toutefois affecter la génération des LTm. De plus, la diminution de la génération de SLEC n’est pas le résultat d’un défaut d’expression des facteurs de transcription T-bet, EOMES ou Blimp-1. Enfin, la surexpression de la molécule CD25 dans les LTe déficients pour Notch ne permet pas de restaurer la génération de SLEC. Tous ces résultats suggèrent que la voie de signalisation Notch contrôle la génération de SLEC par la régulation de l’expression d’un régulateur transcriptionnel essentiel à la génération des SLEC encore inconnu. Une autre explication pourrait être que cette voie collabore au promoteur de gènes cibles avec les facteurs de transcription connus pour être essentiels à la génération de SLEC. Suite à une infection chronique, nous avons démontré que l’absence de la voie de signalisation Notch corrèle avec une augmentation des niveaux d’expression de récepteurs inhibiteurs PD-1 et Lag-3. Ce phénotype est associé à une diminution de l’expression de cytokines 15 et 30 jours post-infection. De plus, les LT CD8 épuisés déficients pour Notch se différencient préférentiellement de façon terminale, ce qui conduit à une augmentation de la charge virale 30 jours post-infection. En conséquence, les LT CD8 déficients pour la voie de signalisation Notch ne peuvent être revigorés par un traitement bloquant la voie de PD-1. En conclusion, nous avons découvert que la voie de signalisation Notch est un acteur essentiel à la différenciation des LT CD8 que cela soit à la suite d’une infection aiguë ou d’une infection chronique. Cette voie permet la différenciation terminale en SLEC des LT CD8 suite à une infection aiguë alors qu’elle protège les LT CD8 lors d’infection chronique.

Keyphrases: Voie de signalisation Notch, Infection aiguë, Épuisement des lymphocytes T CD8