Les cellules immunitaires remonteraient le temps pour atteindre la mémoire

Les cellules T à mémoire gagnent leur nom en incarnant la mémoire du système immunitaire. Elles aident le corps à se souvenir des infections ou des vaccins auxquels quelqu'un a été exposé. Mais pour devenir des cellules T mémoire, les cellules retournent dans le temps, abandonnant leur statut de fantassins immunisés.

Selon une étude réalisée par Emory University et publiée dans Nature, les résultats alimenteraient un débat parmi les immunologistes sur le développement des lymphocytes T mémoire, avec des implications potentielles pour la conception de vaccins.  Selon les chercheurs, les lymphocytes T CD8 à mémoire sont entraînés à tuer des cellules qui ont pu être infectées par un virus ou qui présentent un signe de non-appartenance. Ce qui distingue les cellules T CD8 mémoires des cellules naïves non entraînées, c'est qu'elles peuvent réagir rapidement, en quelques minutes ou quelques heures. La nouvelle recherche éclaire sur leur fonctionnement. Plus précisément, leurs gènes sont prêts à répondre, même des années après l'activation initiale.

Les chercheurs  sont parvenus à cette conclusion en suivant les profils d'expression génique et de méthylation de l'ADN dans les lymphocytes T CD8 à mémoire, et en les comparant aux cellules T CD8 naïves et aux cellules effectrices (fantassins). Les chercheurs ont pu constater que les cellules T CD8 mémoire n'oublient pas d'où elles viennent.

Selon les chercheurs, le débat sur les cellules T mémoires, qui peuvent durer des décennies dans le corps, était de savoir si elles se développent à partir de cellules effectrices, dont la plupart meurent lors d'une réponse immunitaire, ou directement à partir d'un sous-ensemble de cellules naïves. Pour répondre à cette question, les chercheurs ont examiné les gènes activés dans les cellules naïves, désactivés dans les cellules effectrices, puis à nouveau dans les cellules de la mémoire. L'exemple utilisé par les chercheurs est le gène de la L-sélectine, une molécule d'adhésion nécessaire aux cellules immunitaires pour héberger les ganglions lymphatiques.

Les chercheurs ont découvert que les cellules précurseurs de la mémoire ré-expriment des gènes tels que la L-sélectine, et accomplissent ce changement en effaçant la méthylation précédemment acquise sur ces gènes. Ils ont révélé qu'une enzyme de méthylation de l'ADN est impliquée dans la restriction du développement des lymphocytes T mémoire. La méthylation de l'ADN est une modification épigénétique qui inhibe généralement les gènes. 
L'étiquetage de l'eau lourde est une technique qui permet aux scientifiques de suivre la fréquence de division des cellules. Le deutérium est incorporé dans chaque ADN ou protéine nouvellement synthétisé, se produisant pendant la division cellulaire. L'eau lourde n'est pas radioactive et a été utilisée dans la recherche clinique depuis les années 1930. L'eau lourde est l'oxyde de deutérium D2O. Elle est donc constituée des mêmes éléments chimiques que l'eau ordinaire H2O, mais ses atomes d'hydrogène sont des isotopes lourds.

Selon les chercheurs, parmi les volontaires qui avaient reçu le vaccin contre la fièvre jaune et qui ont consommé de l'eau lourde, le deutérium a marqué les cellules T CD8 effectrices. Les cellules de mémoire ont conservé l'étiquette même après que les volontaires aient arrêté la prise d'eau lourde, montrant que les cellules de mémoire provenaient des effecteurs. Les chercheurs ont pu voir que les lymphocytes T mémoire spécifiques au vaccin provenaient de cellules qui se divisaient abondamment dans les deux premières semaines après la vaccination. Cependant, les cellules de mémoire se sont calmées après cela, divisant moins d'une fois par an. 
Les cellules T Effector CD8 produisent des niveaux élevés de granzyme B et de perforine, des outils pour réaliser leurs fonctions «tueuses». Les scientifiques ont observé que les lymphocytes T CD8 à longue durée de vie de la mémoire humaine ne contiennent pas les protéines granzyme B et perforine, mais elles ne bloquent pas complètement ces gènes. Les cellules restent prêtes à entrer en action.