Afin d'étudier les effets de différentes intensités de stimulation par l'anti-CD3 sur l'activation des lymphocytes T, nous avons isolé des splénocytes murins et purifié les lymphocytes T CD8+ pour une culture in vitro, puis réalisé des tests d'activation des lymphocytes T et une analyse par cytométrie en flux. Pour l'analyse des données, les lymphocytes ont d'abord été sélectionnés à l'aide d'une combinaison de FSC-A et de SSC-A, suivie de la sélection des événements simples via FSC-H et FSC-W, puis de SSC-H avec SSC-W. Les lymphocytes T CD8+ vivants ont ensuite été sélectionnés en utilisant le marqueur CD8 combiné à un colorant de viabilité fixable pour les analyses ultérieures (Figure 1A).
Afin de valider que le système de stimulation par anticorps fixé sur plaque active efficacement les lymphocytes T in vitro, nous avons examiné la phosphorylation de la protéine ribosomale S6 (p-S6), un indicateur bien établi de l'activité de mTORC1 et un point de convergence des voies PI3K-mTOR et MEK-ERK MAPK en aval de la signalisation du TCR15,16. Conformément à ces résultats, nous avons observé une augmentation dépendante de la dose des niveaux de p-S6 à 6 h après la stimulation, avec des concentrations croissantes d'anticorps anti-CD3 (0,1–10 µg/mL) (Figure 1B), confirmant ainsi que le système anti-CD3 fixé sur plaque active l'axe TCR-mTORC1-S6 de manière dépendante de l'intensité du signal. Cet événement précoce de phosphorylation est compatible avec l'engagement de voies métaboliques dépendantes de mTORC1, qui soutiennent ultérieurement la prolifération des lymphocytes T et leur différenciation en effecteurs.
La prolifération cellulaire a été évaluée par cytométrie en flux de dilution du CTV après une stimulation du TCR par des concentrations croissantes d'anticorps anti-CD3 (0,1–10 µg/mL) à trois moments après la stimulation : 6, 36 et 48 h. Au stade précoce de 6 h, seule une dilution proliférative minimale a été observée dans toutes les conditions de stimulation. À 36 h, le groupe stimulé à faible dose (0,1 µg/mL) n'avait toujours pas induit d'expansion clonale notable, tandis que les groupes à dose intermédiaire et élevée présentaient des pics bien définis de dilution du CTV (5 et 10 µg/mL), indiquant le début de la progression du cycle cellulaire. À 48 h, les phénotypes prolifératifs différentiels selon les concentrations de stimulation étaient les plus marqués. Une stimulation faible du TCR (0,1 µg/mL) a produit seulement 1,25 % de cellules proliférant et un unique pic de CTV non dilué, indiquant une activation suboptimale. Une stimulation intermédiaire (1–5 µg/mL) a induit trois pics de division bien résolus, avec des fractions prolifératives augmentant de 70,8 % à 84,0 %. Une stimulation forte (10 µg/mL) a atteint la fraction proliférative la plus élevée (89,5 %), affichant le nombre maximal de générations de division et démontrant la détection d'une saturation de la prolifération (Figure 2).
Nous avons ensuite examiné l'expression des marqueurs précoces d'activation CD69 et CD25. Notamment, la présente étude a révélé une surexpression rapide et dépendante de la dose de CD69, basée sur l'intensité médiane de fluorescence (IMF). Sous stimulation intermédiaire et forte (5 et 10 µg/mL), CD69 augmentait rapidement à 24 h, suivie d'une diminution progressive entre 24 et 36 h. Toutefois, sous stimulation faible (0,1, 0,5 et 1 µg/mL), CD69 augmentait progressivement durant toute la période de stimulation. Le profil cinétique d'expression de CD69 décrit ci-dessus est conforme à son rôle de marqueur précoce d'activation des lymphocytes T (Figure 3A)17. Fait intéressant, nous avons observé que l'expression de CD25 augmentait progressivement de manière dépendante de la dose et du temps (Figure 3B). Conformément aux recherches antérieures, la surexpression de CD25 était plus lente que celle de CD69, particulièrement lors d'une stimulation optimale18,19.
Afin d'étudier davantage l'effet régulateur de l'intensité de la stimulation du TCR sur l'expression des récepteurs inhibiteurs et des molécules co-stimulatrices dans les lymphocytes T CD8+, nous avons analysé les niveaux d'expression de PD-1 et d'ICOS. L'expression inductible de PD-1 dépend d'une stimulation intense du TCR. Dans le groupe de stimulation faible intensité (0,5–1 µg/mL), PD-1 était exprimé à un faible niveau tout au long de la période de stimulation. En revanche, dans le groupe de stimulation d'intensité moyenne à élevée (5–10 µg/mL), l'expression de PD-1 augmentait progressivement à partir de 10 h et atteignait un maximum à 36 h (Figure 4A). L'expression d'ICOS augmentait également en fonction de l'intensité de la stimulation et atteignait son niveau maximal à 5–10 µg/mL à 36 h (Figure 4B). Ces résultats suggèrent qu'une stimulation intense du TCR peut augmenter significativement les niveaux d'expression de PD-1 et d'ICOS.
Enfin, nous avons examiné la capacité fonctionnelle des lymphocytes T stimulés après une re-stimulation par la PMA et l'ionomycine à 24 h et 48 h post-stimulation. À 24 h, nous avons quantifié la production de TNF-α et de la granzyme B et observé que les fréquences des cellules TNF-α+, Granzyme B+ et TNF-α+Granzyme B+ augmentaient progressivement de manière dépendante de la dose d'anticorps anti-CD3 (Figure 5A, B). De façon cohérente, l'intensité moyenne de fluorescence (MFI) du TNF-α et de la granzyme B montrait également une augmentation dépendante de la concentration et atteignait un maximum lors d'une stimulation intense (10 µg/mL) (Figure 5C), reflétant une différenciation précoce en effecteurs dépendante de la dose, induite par une intensité croissante du signal du récepteur des cellules T (TCR). À 48 h, toutefois, ce profil s'inversait nettement. Des concentrations plus élevées d'anti-CD3 réduisaient significativement les pourcentages de cellules TNF-α+Granzyme B+ et diminuaient l'expression des molécules effectrices au niveau de chaque cellule.
Toutes les données présentées sont représentatives de 3 expériences indépendantes. Les analyses statistiques ont été réalisées à l'aide d'une ANOVA à un ou deux facteurs suivie du test post-hoc de Tukey ; les données sont exprimées comme moyenne ± SEM. La viabilité cellulaire a régulièrement dépassé 90 %, et un minimum de 1 × 104 événements de cellules T CD8+ vivantes a été acquis par échantillon.

Figure 1: Activation in vitro et analyse par cytométrie en flux des lymphocytes T CD8+. (A) Des lymphocytes T CD8+ purifiés à partir de splénocytes de souris ont été stimulés in vitro avec différentes concentrations d'anticorps anti-CD3 (0,1–10 µg/mL) combinées à une concentration fixe d'anticorps anti-CD28 (1 µg/mL) pendant 6 à 48 heures, suivis d'une analyse par cytométrie en flux de l'activation cellulaire. Les débris cellulaires ont été exclus par sélection selon la diffusion directe (FSC) et la diffusion latérale (SSC), les doublets ont été exclus par sélection des cellules simples (singlets), et les lymphocytes T CD8+ négatifs pour le colorant de viabilité fixable ont été sélectionnés pour les analyses ultérieures. (B) Phosphorylation de la protéine ribosomale S6 (p-S6) dans les lymphocytes T CD8+ 6 heures après stimulation avec les concentrations indiquées d'anti-CD3 (0,1–10 µg/mL) en présence d'une concentration constante d'anti-CD28 (1 µg/mL). Histogramme représentatif (à gauche) et résumé de l'intensité moyenne de fluorescence (MFI, à droite). Les graphiques de cytométrie en flux sont représentatifs de 3 expériences indépendantes. Les données montrent la moyenne ± erreur standard de la moyenne (SEM). Analyse statistique : ANOVA à un facteur avec mesures répétées et test post-hoc de Tukey. *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001, ****P < 0,0001 ; ns, non significatif. Veuillez cliquer ici pour visualiser une version agrandie de cette figure.

Figure 2 : Analyse de la prolifération basée sur le colorant violet de traçage de la prolifération (CTV) de cellules T CD8+ primaires de souris soumises à une stimulation TCR progressive. Des cellules T CD8+ marquées au CTV ont été stimulées in vitro avec un anticorps anti-CD3 à des concentrations croissantes comprises entre 0,1 et 10 µg/mL pendant 6 à 48 heures. La prolifération cellulaire a été évaluée en fonction de la dilution et de l'atténuation de la fluorescence du CTV dans les cellules T CD8+ par analyse en cytométrie en flux. Les histogrammes montrent la distribution de la fluorescence du CTV pour chaque groupe de concentration, le pourcentage de cellules ayant subi une ou plusieurs divisions étant indiqué. Les dot plots de cytométrie en flux sont représentatifs de 3 expériences indépendantes. Veuillez cliquer ici pour visualiser une version agrandie de cette figure.

Figure 3 : Kinétique d'expression des marqueurs précoces d'activation CD69 et CD25 sur les lymphocytes T CD8+ après stimulation par anti-CD3. Des lymphocytes T CD8+ naïfs ont été stimulés par des anticorps anti-CD3 fixés sur plaque aux concentrations indiquées (0,1–10 µg/mL) en présence d'une concentration constante d'anticorps anti-CD28 (1 µg/mL). L'expression de CD69 a été mesurée aux temps 6, 12, 24 et 36 h ; celle de CD25 aux temps 10, 12, 24 et 36 h, puis analysée par cytométrie en flux. Les panneaux de gauche montrent des histogrammes représentatifs aux temps indiqués ; les panneaux de droite illustrent l'évolution dynamique de l'intensité moyenne de fluorescence (MFI) au fil du temps. (A) CD69. (B) CD25. Les graphiques de cytométrie en flux sont représentatifs de 3 expériences indépendantes. Les données montrent la moyenne ± erreur standard de la moyenne (SEM). Analyse statistique : ANOVA à deux facteurs avec mesures répétées, suivie du test post-hoc de Tukey. *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001, ****P < 0,0001 ; ns, non significatif. Veuillez cliquer ici pour consulter une version agrandie de cette figure.

Figure 4: Cinétique d'expression du récepteur inhibiteur PD-1 et de la molécule co-stimulatrice ICOS sur les lymphocytes T CD8+ après stimulation par anti-CD3. Des lymphocytes T CD8+ naïfs ont été stimulés par une anti-CD3 fixée sur plaque aux concentrations indiquées (0,1–10 µg/mL) en présence d'une anti-CD28 constante (1 µg/mL). Les cellules ont été récoltées aux temps 10, 12, 24 et 36 h et analysées par cytométrie en flux. Les panneaux de gauche montrent des histogrammes représentatifs aux temps indiqués ; les panneaux de droite illustrent les variations dynamiques de l'intensité moyenne de fluorescence (MFI) au fil du temps. (A) PD-1. (B) ICOS. Les graphiques de cytométrie en flux sont représentatifs de 3 expériences indépendantes. Les données montrent la moyenne ± erreur standard de la moyenne (SEM). Analyse statistique : ANOVA à deux facteurs avec mesures répétées et test post-hoc de Tukey. *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001, ****P < 0,0001 ; ns, non significatif. Veuillez cliquer ici pour consulter une version agrandie de cette figure.

Figure 5 : La production intracellulaire de cytokines par les lymphocytes T CD8+ dépend de la force du TCR. Des lymphocytes T CD8+ naïfs ont été stimulés avec des concentrations croissantes d'anticorps anti-CD3 (0,1–10 µg/mL) en présence d'une concentration constante d'anticorps anti-CD28 (1 µg/mL). À 24 h et 48 h après la stimulation, les cellules ont été récoltées après une incubation de 5 h avec des inhibiteurs du transport protéique (monensine et brefeldine A) en présence de PMA et d'ionomycine, afin de bloquer la sécrétion des cytokines et permettre leur accumulation intracellulaire. (A) Les diagrammes en contour montrent les fréquences de cellules positives pour la TNF-α et la granzyme B à chaque concentration et point temporel indiqués. Les cellules non stimulées ont servi de contrôle négatif. (B) Proportions de cellules TNF-α+, granzyme B+, et TNF-α+ granzyme B+. (C) L'intensité moyenne de fluorescence (MFI) de la TNF-α et de la granzyme B. Les graphiques de cytométrie en flux sont représentatifs de 3 expériences indépendantes. Les données montrent la moyenne ± erreur standard de la moyenne (SEM). Analyse statistique : ANOVA à deux facteurs avec mesures répétées, suivie du test post-hoc de Tukey. *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001, ****P < 0,0001 ; ns, non significatif. Veuillez cliquer ici pour consulter une version agrandie de cette figure.