Les lymphocytes T ont deux destins possibles. Ces cellules immunitaires dont le développement démarre dans le thymus (à l’origine de leur nom) peuvent se différencier pour devenir des lymphocytes « cytotoxiques » chargés d’éliminer les cellules infectées. Ou devenir des lymphocytes « mémoire » pour lutter contre la réinfection par un même agent pathogène.

Ces dernières années, les chercheurs soupçonnaient le destin des lymphocytes vers l’une ou l’autre de ces trajectoires d’être liée à l’organisation des éléments à l’intérieur de la membrane de la cellule, leur donnant une forme particulière. Ils connaissaient jusqu’à présent deux types morphologiques chez les lymphocytes T : les polarisés et les sphériques. Benjamin Hale et ses collègues de l’école polytechnique de Zurich (ETHZ), viennent de découvrir l’existence d’une troisième forme, dite « rayée », ou stripy en anglais.

Ce nouveau type morphologique de lymphocyte T, identifié chez la souris et chez l’humain, présente une enveloppe membranaire repliée sur elle-même. En formant une invagination, elle compacte les organites (des compartiments spécialisés, comme les mitochondries, qui produisent l’énergie de la cellule) à l’intérieur, et donne à l’ensemble des allures de fer à cheval.

Cette configuration, concentrant localement les organites de la cellule, serait à l’origine d’une activation plus importante et plus rapide du récepteur des lymphocytes T (TCR), situé sur leur membrane, ce qui déclencherait leur différenciation. « Lorsqu’un lymphocyte T primaire reçoit un ‘signal TCR’fort, il se différencie en lymphocyte T cytotoxique, responsable de détruire l’agent pathogène, explique Benjamin Hale. Et pour un signal faible, il devient un lymphocyte T mémoire, chargé d’assurer une protection plus rapide et efficace si ce corps étranger se représente lors d’une autre infection. »

Les données, récoltées à partir de techniques de microscopie à fluorescence et d’analyse d’images fondées sur l’apprentissage profond, montrent ainsi qu’une conformation en mode « rayé » des lymphocytes T, s’associe à un signal TCR plus fort et est plus susceptible d’engendrer un lymphocyte T cytotoxique. À l’inverse, les lymphocytes avec une forme conventionnelle (sphérique), donneront plus majoritairement des lymphocytes mémoires.

Si le mécanisme d’activation du signal TCR au sein des lymphocytes T « rayés » reste encore à étudier, cette découverte ouvre une porte vers une plus grande compréhension du rôle de l’architecture cellulaire dans la réponse immunitaire. « Comprendre ce mécanisme, comment les lymphocytes T deviennent des cellules cytotoxiques ou des cellules de mémoire, est très important pour notre domaine de recherche, notamment pour la réponse virale, l’efficacité de la vaccination, ou les cellules CAR-T », commente l’équipe de l’ETHZ.