La stimulation de cellules T naïves nécessite du déclenchement de la signalisation par l'intermédiaire du récepteur d'antigène de cellule T (TCR) ainsi que l'activation simultanée des récepteurs de co-stimulation. Toutefois, les cellules T CD8+ naïves peuvent proliférer de façon antigène-indépendants suite à la stimulation synergique par certaines cytokines homéostatiques (IL-7 ou IL-15) et inflammatoires (IL-6 ou IL-21). Ces cellules pré-stimulées prolifèrent même à des faibles concentrations d'antigènes ou en présence d’agonistes du TCR. Ceci leur permet de sécréter des cytokines effectrices, d'être plus spécifiques à leur antigène et d’avoir une activité cytolytique plus importante. Les mécanismes déclenchés par les cellules T CD8+ permettant une sensibilité accrue à l'antigène suite à la "pré-stimulation aux cytokines" n'ont pas encore été élucidés. Nous avons utilisé trois différents modèles de souris transgéniques portant le TCR P14, PMEL ou 8.3-NOD sur les lymphocytes T CD8+ afin d’étudier les mécanismes moléculaires suite à la pré-stimulation aux cytokines. Les cellules T CD8+ portant le TCR transgénique amorcées avec les cytokines, possèdent une augmentation globale des protéines tyrosine-phosphorylés après stimulation du TCR par rapport aux cellules naïves. Cette augmentation de la phosphorylation de la protéine tyrosine a été associée à une augmentation de l'expression de CD8, et a été moins prononcé lorsque CD8 a également été réticulés avec le TCR. Ceci suggère que l'amorçage aux cytokines peut prédisposer le TCR et CD8 à colocaliser, ce qui renforcerait la phosphorylation des chaînes du TCR par la kinase Lck associée à CD8. Les lymphocytes T CD8+ amorcées aux cytokines présentent également des quantités accrues de radeaux lipidiques plasmatiques à la membrane, qui organisent la plate-forme de signalisation du TCR au cours de la stimulation antigénique. L’amorçage aux cytokines des lymphocytes T CD8+ a également augmenté la localisation de CD45, une phosphatase qui diminue l’inhibition automatique de la Lck dans les radeaux lipidiques. Cependant, l'amorçage aux cytokines n'a pas d'incidence sur la capacité des cellules CD8+ T pour former des conjugués avec les cellules présentatrices d'antigène puisées avec des peptides apparentés. En conclusion, ces résultats suggèrent que la composition et les fonctions des radeaux lipidiques peuvent moduler la sensibilité à l'antigène via le TCR lorsque les lymphocytes T CD8+ ont été pré-stimulés aux cytokines.

Résumé : L'activation des lymphocytes T CD8+ naïfs par un antigène nécessite deux signaux. Le premier signal est médié par le récepteur des cellules T (TCR) à la suite de son interaction avec le complexe majeur d'histocompatibilite (CMH) de classe I. Le deuxième signal est délivré par l'interaction des molécules de co-stimulation avec leur récepteur spécifique retrouvé sur les cellules présentatrices d'antigène professionnelles. Toutefois en réponse à la pression homéostatique, comme dans le cas de la lymphopénie, les lymphocytes T naïfs sont soumis à une prolifération sans stimulation antigénique par un processus appelé «prolifération induite par la lymphopénie (LIP)». LIP des lymphocytes T CD8+ naïfs nécessite IL-7, et un peptide du soi présenté pas le CMH de classe I. Des travaux récents de notre laboratoire ont montré que les cytokines homéostatiques IL-7 et IL-15 peuvent agir en synergie avec IL-21 et induire une prolifération antigène-indépendante des cellules CD8+ naives. Cette activation "sensibilise" les cellules à proliférer en réponse à une concentration sub-optimale de l'antigène spécifique au TCR. Également les cellules pré-stimulées avec des cytokines produisent davantage de cytokines effectrices telles que le TNFa et l'IFNy; et possèdent un potentiel plus élevé de cytotoxicity après stimulation avec un antigène spécifique. Dans mon projet de maitrise, j'ai étudié la possibilité que la pré-stimulation par les cytokines pouvait être un mécanisme important par lequel des cellules T CD8+ naïves qui sont potentiellement autoréactives soient stimulées pour provoquer une maladie auto-immune telle que le diabète de type 1. J'ai démontré cela en utilisant un modèle de souris transgéniques. Ces souris produisent des cellules T CD8+ qui expriment le TCR transgénique P14 (cellules PI4) , lesquelles reconnaissent un peptide antigénique dérivé de l'antigène glycoprotein (GP33) du virus de la chorioméningite lymphocytaire (LCMV). Nous avons montré qu'une pré-stimulation avec PIL-21 en présence de l'IL-7 ou l'IL-15, les cellules P14 acquièrent la capacité de répondre vigoureusement à des ligands peptidiques modifiés qui montrent une faible activité agoniste envers les cellules P14 naives. Les cellules P14 préstimulées qui sont re-stimulées avec des ligands peptidiques modifiés montrent des puissantes fonctions effectrices telles que la cytotoxicité et la production des cytokines effectrices TNFa et IFNy. Ces cellules induisent le diabète de type 1 lorsqu'elles ont été transférées dans des souris qui expriment l'antigène GP LCMV sous le contrôle du promoteur de l'insuline dans les îlots de Langerhans. Dans l'ensemble, nos résultats montrent que l'IL-15 et l'IL 21 produites durant une réponse inflammation chronique pourraient pré-stimuler des cellules T CD8+ potentiellement autoréactives, conduisant ainsi à des maladies auto-immunes. // Abstract : The activation of naive CD8[superscript +]T cells by an antigen requires two different signals. The first signal is mediated via the T cell receptor (TCR) following its interaction with the peptide presented on class-I major histocompability complex (MHC-I) molecules. The second signal is delivered via the co-stimulatory receptors upon recognition of their ligands on antigen presenting cells. However, in response to homeostatic pressure, as in lymphopenia, naive T cells undergo proliferation without antigenic stimulation through a process referred to as lymphopenia-induced proliferation (LIP). LIP of naive CD8[superscript +] T cells requires IL-7 and a self peptide presented by MHC-I, which implies that TCR signaling is needed for LIP of naive CD8[superscript +]T cells. Recent work from our laboratory has shown that with the homeostatic cytokines IL-7 and IL-15 synergize with IL-21 to induce antigen-independent proliferation of naive CD8[superscript +]T cells. Moreover, this cytokine-driven, antigen-independent proliferation "sensitizes" or "primes" naive CD8[superscript +] T cells to undergo robust proliferation in response to limiting concentrations of their cognate antigens. Cytokine-primed CD8[superscript +]T cells also abundantly produce effector cytokines, such as TNF? and IFN? and display a potent CTL activity following stimulation by antigen when pre-stimulated. In my project, I have investigated whether cytokine-induced priming could be an important mechanism by which potentially autoreactive naive CD8[superscript +]T cells are stimulated to cause autoimmune disease using a TCR transgenic mouse model of autoimmune type 1 diabetes (T1D). These mice harbor CD8[superscript +]T cells that express transgenic P14 TCR (P14 cells), which recognizes an antigenic peptide derived from the glycoprotein antigen (GP33) of lymphocytic choriomeningitis virus (LCMV). We show that, following priming with IL-21 in the presence of IL-7 or IL-15, P14 cells gain the ability to respond robustly to modified peptide ligands that possess weak agonistic activity towards unprimed P14 cells. Furthermore, cytokine-primed P14 cells stmulated with weak TCR ligands displayed potent effector functions such as cytotoxicity and production of effector cytokines, TNF? and IFN?. These cells also induced T1D when adoptively transferred to mice that expressed the LCMV GP antigen under the control of the insulin promoter in the islets. Collectively, our findings show that IL-15 and IL-21 produced during chronic inflammatory conditions could cause priming of potentially autoreactive CD8[superscript +]T cells, leading to autoimmune diseases. [symboles non conformes]