Des cellules T ont été découvertes dans la cornée pour la première fois ! Protégez vos yeux des virus

Tous les organes ou tissus du corps disposent d’une protection immunitaire contre les agents pathogènes, et l’œil ne fait pas exception.

L'œil est constitué de la rétine, de l'iris et de la couche antérieure, la cornée. Le microenvironnement cornéen est anti-inflammatoire et immunosuppresseur. Plusieurs mécanismes existent pour protéger contre les agents pathogènes envahissants, et lors d'infections oculaires, notamment par le virus de l'herpès simplex (HSV), les cellules T sont recrutées dans le tissu et peuvent induire des lésions immunopathologiques telles que la kératite stromale. Au cours des stades cliniques de l’infection par le HSV, les cellules T CD4+ orchestrent de nombreux aspects de la maladie. Les cellules T CD8+ infiltrent également la cornée et contribuent au contrôle viral cornéen.

On ne sait pas actuellement si les cellules T à mémoire se forment dans la cornée après une infection et si ces cellules se différencient en cellules TRM (cellules T à mémoire résidentes dans les tissus) qui peuvent favoriser l’immunité locale.

Dans une nouvelle étude, des chercheurs ont découvert que les cellules T mémoires qui patrouillent et combattent les infections virales sont présentes dans la cornée, renversant la croyance actuelle selon laquelle les cellules T ne sont pas présentes dans une cornée saine, ce qui élargit notre compréhension de la réponse immunitaire de l'œil à l'infection. Les résultats de recherche pertinents ont été publiés dans la revue le 24 mai 2022.

Pour étudier les réponses des lymphocytes T à l’infection par le virus de l’herpès simplex cornéen (HSV), les chercheurs ont utilisé des souris transgéniques pour des récepteurs de lymphocytes T bien caractérisés. Les cellules T CD4+ gDT-II pénètrent dans la cornée 5 jours après l’infection. Le nombre de cellules T spécifiques du virus a atteint un pic dans la cornée après 10 jours, puis s'est contracté le 14e jour et a persisté pendant au moins 4 semaines.

Les cornées ont ensuite été isolées à partir de souris infectées par le HSV et le tissu a été examiné par microscopie confocale. Au jour 6, les cellules T CD8+ et CD4+ sont entrées dans la zone limbique adjacente à la cornée. On a ensuite observé que ces cellules migraient progressivement vers le centre de la cornée. Au jour 10, un grand nombre de cellules T CD8+ et CD4+ ont été observées dans la cornée centrale.

Pour mieux définir l’infiltration des lymphocytes T dans la cornée lors de l’infection, les chercheurs ont utilisé la microscopie intraoculaire à deux photons pour visualiser les lymphocytes T chez des souris vivantes. Au jour 5 de l’infection, nous avons observé des cellules T CD4+ et CD8+ dans la cornée. Au cours des jours 7 à 10, un grand nombre de cellules T effectrices ont été observées dans la cornée. Les cellules T présentes dans le stroma cornéen et dans les zones de tissu épithélial sont mobiles. Les cellules T qui pénètrent dans l’épithélium cornéen présentent une morphologie dendritique. Ainsi, les cellules T infiltrant la cornée constituent une population hautement dynamique recrutée lors de l’infection, s’accumulant en grand nombre pendant la phase effectrice de la réponse.

Réponses des lymphocytes T et mémoire dans la cornée lors d'une infection oculaire par le HSV

Les chercheurs ont ensuite utilisé la microscopie confocale in vivo (IVCM) pour réaliser une imagerie en accéléré des cellules rostrales à l'intérieur du nez et à côté de la cornée de six volontaires sains, en prenant des images de la même zone cornéenne toutes les 6 à 8 minutes pendant 30 à 46 minutes. L'imagerie a révélé des cellules avec des dendrites clairsemées et allongées qui étaient peu mobiles dans 4/6 cornées ; ces cellules ressemblaient aux DC (macrophages et cellules dendritiques) qui ont également été décrites chez la souris. Il est frappant de constater que les cornées de 6 volontaires sur 6 présentaient des cellules immunitaires dendritiques plus petites et moins allongées, qui étaient très mobiles. Ces cellules immunitaires humaines étaient très similaires aux cellules T cornéennes observées chez la souris. Bien que des travaux supplémentaires soient nécessaires pour confirmer l’identité de ces cellules, cela suggère que les cellules immunitaires mobiles patrouillent la cornée saine chez l’homme, où elles peuvent contribuer à l’immunité locale.

Quatre semaines après que les souris ont été infectées par le HSV, un grand nombre de cellules T persistaient dans la cornée, ce qui a incité les chercheurs à étudier si des populations de cellules T à mémoire se forment et persistent à cet endroit.

Les chercheurs ont photographié des préparations cornéennes complètes de souris infectées par le HSV au moins 30 jours auparavant. Des cellules T à mémoire imagées par microscopie à deux photons ont été observées à la fois dans l'épithélium et dans le stroma cornéen, les cellules T de l'épithélium présentant systématiquement une morphologie de cellules réticulaires. Les cellules ont montré un mouvement lent et soutenu avec une vitesse moyenne de 6,06 μm/min. L’étude a révélé que près de 50 % (44 % ± 10 %) des cellules mémoires gBT-I observées dans la cornée centrale étaient situées dans l’épithélium.

(A) Imagerie confocale complète de la cornée de souris mT/mG ; (B) Imagerie microscopique à deux photons de la cornée de souris 32 jours après l'infection par le HSV. L'image supérieure est dans la direction xy et l'image inférieure est dans la direction xz. Barre d'échelle, 20 μm.

Les cellules T à mémoire résidentes dans les tissus expriment le marqueur typique CD69, et les cellules TRM dans les tissus épithéliaux (c'est-à-dire l'épiderme cutané) expriment l'intégrine CD103. Nos analyses ont montré que les cellules TRM se forment dans la cornée après la résolution de l'infection virale et ont suggéré que l'hétérogénéité de l'expression de CD103 pourrait être due à la localisation des cellules dans l'épithélium cornéen.

Pour déterminer la rétention cornéenne des cellules T mémoires, les chercheurs ont traité des souris avec un anticorps anti-Thy1 pour épuiser les cellules T circulantes. Pour étudier plus en détail si les cellules T CD8+ à mémoire cornéenne recirculent, des souris à mémoire ont été traitées avec le médicament immunomodulateur FTY720, un agoniste du récepteur de la sphingosine 1-phosphate qui inhibe la sortie des lymphocytes des ganglions lymphatiques et induit une lymphopénie. Après 4 semaines de traitement, les cellules T CD8+ dans la rate et le sang ont diminué. Cependant, le nombre de cellules T dans la cornée n’a pas diminué après le traitement. Ces données combinées soutiennent la conclusion selon laquelle les cellules T CD8+ mémoire résident dans la cornée.

En conclusion, nos études démontrent que la formation de TRM cornéens nécessite l’expression de CD103 pour la présentation de l’antigène local. Les chercheurs ne savent pas quelles cellules présentent des antigènes aux cellules T de la cornée, mais les cellules épithéliales infectées de la cornée peuvent présenter des antigènes aux cellules T. En l'absence de stimulation antigénique, les signaux inflammatoires induits par le LPS ou le CpG ou les virus dépourvus d'antigènes cognitifs étaient insuffisants pour induire la formation d'un grand nombre de cellules TRM cornéennes. Cela peut être influencé par le microenvironnement cornéen généralement anti-inflammatoire. Néanmoins, l’étude a révélé que les cellules TRM cornéennes peuvent répondre rapidement aux antigènes in situ, et que les cellules T mémoires circulantes spécifiques aux antigènes et les cellules T mémoires témoins sont rapidement recrutées dans la cornée lors de défis secondaires. Notamment, la formation de cellules TRM CD103+ secondaires par des cellules mémoire recrutées nécessite également une reconnaissance antigénique locale.

Image de Cell Reports, 2022, doi:10.1016/j.celrep.2022.110852.

Prises ensemble, les images de l’étude ont montré que des cellules T à mémoire de longue durée étaient produites dans les yeux des souris pour combattre l’infection. Une fois le virus éliminé, ces cellules T mémoires restent dans la cornée pour protéger contre toute réinfection future par le HSV. L’imagerie avancée des yeux humains sains a également révélé la présence de cellules immunitaires patrouillant la cornée.

« Ces résultats ont des implications importantes pour comprendre comment l’œil se défend contre les infections dangereuses », a déclaré l’auteur de l’étude, Scott Mueller. « Ils pourraient également nous aider à comprendre les maladies chroniques telles que les allergies oculaires, qui peuvent être causées par un excès de lymphocytes T. »

Références :

Joon Keit Loi et al. Les cellules T à mémoire résidant dans le tissu cornéen forment un compartiment immunitaire unique à la surface oculaire. Rapports cellulaires, 2022, doi:10.1016/j.celrep.2022.110852.