Expansion of the CD8 memory T cells : implications for the self-renewal gene Hoxb4

Abstract

Les cellules CD8 T mémoire (Tm) offrent une protection tout au long de la vie contre les infections récurrentes. Elles sont maintenues grâce à des mécanismes d'auto-renouvellement. Les cellules souches hématopoïétiques (CSH) peuvent aussi s'auto-renouveller lentement, en assurant leur maintenance à long terme. Les deux types de cellules utilisent la moelle osseuse comme principale niche de prolifération. CD8 Tm et CSH partagent partiellement un profil transcriptionnel, y compris certains gènes connus pour contrôler l'auto-renouvellement. Les gènes Hox, dont Hoxb4 qui est un activateur puissant de l’expansion des CSH in vitro et in vivo, sont exprimés par les CSH. Basé sur les similitudes entre les CSH et les cellules Tm, nous émettons l'hypothèse que les gènes impliqués dans l’auto-renouvellement des CSH, comme Hoxb4, favoriseront l'expansion des cellules CD8 Tm. Pour tester cette hypothèse, nous avons déterminé l'effet de la surexpression de Hoxb4 dans les cellules T à partir de souris transgéniques jeunes et âgées, et sur la prise de greffe et le maintien des cellules CD8 Tm après leur transplantation dans des souris immunocompétentes ou immunosupprimées. À l'état basal, la composition et le phénotype des cellules T naïves et mémoire n’ont pas été affectés par la surexpression de Hoxb4. Pour étudier le maintien des cellules CD8 Tm, les souris transgéniques Hoxb4 et OT-1 ont été croisées. Les cellules T des souris OT-1, entre autre, expriment un récepteur de lymphocyte T qui reconnaît le peptide d'ovalbumine (OVA), présenté par le complexe majeur d’histocompatibilité de classe I. En utilisant ce modèle, nous avons généré in vitro un grand nombre de cellules CD8 Tm pour les expériences du transfert adoptif. Ces cellules sont monoclonales et spécifiques pour la reconnaissance d’OVA. Le nombre et le phénotype des cellules CD8 Tm générées en culture n’ont pas été affectés par la surexpression de Hoxb4. Ces cellules ont été transplantées dans des souris de type sauvage afin d'évaluer leur prise de greffe et leur maintien à long terme. Après la transplantation chez des souris soit immunocompétentes ou immunosupprimées, la prise de greffe et le maintien des cellules CD8 Tm surexprimant Hoxb4 n'a pas été améliorée lorsque comparée aux cellules CD8 Tm de type sauvage. Ces résultats suggèrent que Hoxb4 ne favorise pas l’auto-renouvellement des cellules CD8 Tm. D'autres études vont essayer d'identifier les facteurs contrôlant l’auto-renouvellement des cellules CD8 Tm.

CD8 memory T (Tm) cells provide life long protection against recurrent infections and are maintained through self-renewal mechanisms. Hematopoietic stem cells (HSC) also possess the capacity to slowly self-renew assuring their long-term maintenance. Both cell types use the bone marrow as their preferred proliferation niche. CD8 Tm and HSC partially share a transcriptional profile including some genes known to control self-renewal. Hox genes are expressed in HSCs, among them Hoxb4 is a potent enhancer of HSC expansion in vitro and in vivo. Based on the similarities between HSC and Tm cells, we hypothesize that genes involved in HSC self-renewal, like Hoxb4, will promote CD8 Tm cell expansion. To test this hypothesis, we have determined the effect of Hoxb4 overexpression in T cells from young and old transgenic mice, and on the engraftment and maintenance of CD8 Tm cells after transplantation into immunocompetent or immunodeficient mice. At the steady-state, the composition and phenotype of the naïve and memory T cells were not affected by Hoxb4 overexpression. To study CD8 Tm cell maintenance, the Hoxb4 and the OT-1 transgenic mice were crossed; the latter express a T cell receptor that recognizes the ovalbumin (OVA) peptide, presented by major histocompatibility complex class I. Using this model, we generated in vitro large numbers of monoclonal and OVA specific CD8 Tm cells for adoptive transfer experiments. The number and the phenotype of Tm cells generated in culture were not affected by Hoxb4 overexpression. These cells were transplanted into wild type mice to evaluate their engraftment and long-term maintenance. After transplantation in either immunocompetent or immunodeficient mice, Hoxb4 overexpressing Tm cell engraftment or maintenance was not enhanced when compare to wild-type Tm cells. These results demonstrate that Hoxb4 does not promote CD8 Tm cell self-renewal. Further studies will try to identify the factors controlling CD8 Tm cell self-renewal.