I linfociti T sono indispensabili per le risposte immunitarie protettive contro patogeni e tumori. I linfociti T naïve sono attivamente mantenuti in uno stato di quiescenza per preservarne la sopravvivenza e persistenza a lungo termine1. A seguito della stimolazione da parte dell'antigene, i linfociti T escono dalla quiescenza, subiscono espansione clonale e differenziazione in cellule effettrici2. Il segnale proveniente dal recettore per il linfocita T (TCR) rappresenta il processo fondamentale per l'avvio e la regolazione delle risposte immunitarie adattative3. Al seguito del riconoscimento specifico delle molecole peptido-complesso maggiore di istocompatibilità (pMHC) presentate sulla superficie delle cellule presentanti l'antigene (APC), viene innescata una cascata di eventi di segnalazione, che promuove l'espansione clonale e la differenziazione funzionale dei linfociti T4,5,6.
L'intensità della stimolazione del TCR, determinata da fattori chiave come affinità, avidità e concentrazione dell'antigene, svolge un ruolo fondamentale nel regolare l'entità dell'attivazione dei linfociti T, l'acquisizione di funzioni effettrici e il percorso di differenziazione verso specifici sottoinsiemi di linfociti T effettori o della memoria7,8,9. I modelli attuali in vitro per lo studio dell'attivazione dei linfociti T dipendente dal TCR impiegano prevalentemente anticorpi anti-CD3 e anti-CD28 legati a piastre o a microsfere, che forniscono simultaneamente segnali di legame al TCR e segnali co-stimolatori10,11. Sebbene tali sistemi siano ampiamente utilizzati, tipicamente impiegano una singola concentrazione, spesso saturante, di anticorpo anti-CD3, consentendo soltanto un confronto binario tutto-o-nulla dell'attivazione dei linfociti T, piuttosto che riprodurre l'ampia dinamica di intensità del segnale del TCR ottenibile mediante un gradiente titolato di stimoli12,13.
Il protocollo descritto in questo articolo fornisce un sistema in vitro standardizzato e riproducibile per valutare sistematicamente in che modo intensità graduate del segnale del recettore per il TCR modulano l'attivazione, la proliferazione e i fenotipi funzionali dei linfociti T CD8+ murini primari, utilizzando gradienti titolati di anti-CD3 (0,1–10 µg/mL) e una concentrazione costante di anti-CD28 (1 µg/mL). Questo approccio si basa sulla citometria a flusso multiparametrica, che permette di rilevare sia i segnali a monte — attraverso la proteina ribosomiale S6 fosforilata intracellulare (p-S6) come indicatore dell'attività del complesso 1 del target meccanicistico della rapamicina (mTORC1) — sia gli esiti cellulari a valle, inclusa la proliferazione monitorata mediante la diluizione del CTV, i marcatori di superficie di attivazione (CD69, CD25, costimolatore inducibile delle cellule T [ICOS], proteina 1 del fattore di morte cellulare programmata [PD-1]) e l'espressione delle molecole effettrici (Granzima B, fattore di necrosi tumorale-alfa [TNF-α]), in un arco temporale compreso tra 6 e 48 ore.
Il nostro protocollo utilizza un gradiente di concentrazione di anticorpi anti-CD3 legati alla piastra per modulare con precisione l'intensità della stimolazione, imitando così l'avidità differenziale di legame del TCR osservata in condizioni fisiologiche. Il metodo consente un'elevata efficienza nella cross-linking del TCR e una robusta attivazione dei linfociti T primari in stato di riposo. La procedura standardizzata di rivestimento garantisce una distribuzione uniforme degli anticorpi sulla superficie della piastra, determinando una stimolazione costante tra le cellule all'interno dello stesso lotto e un'eccellente riproducibilità sperimentale. Questo formato rappresenta un approccio economico e operativamente semplice per l'attivazione dei linfociti T.
Tuttavia, è necessario riconoscere alcuni limiti di questo approccio. La stimolazione mediata da anticorpi anti-CD3/CD28 differisce notevolmente dal contesto fisiologico in vivo. Sebbene i metodi sperimentali che utilizzano esclusivamente anticorpi agonisti anti-CD3 e anti-CD28 per valutare l'attivazione dei linfociti T possano fornire letture efficaci dell'attivazione, essi non riescono a riprodurre pienamente le interazioni tra cellule presentatrici di antigene e linfociti T, né il microambiente co-stimolatorio che si verifica in condizioni fisiologiche14.
Nonostante questi limiti, questo protocollo offre una piattaforma sistematica e riproducibile che funge da strumento prezioso e accessibile per lo studio delle risposte delle cellule T dipendenti dall'intensità del segnale del TCR e può integrare modelli più complessi specifici per l'antigene.