Les progéniteurs lymphoïdes générés ex vivo peuvent donner naissance à la fois à des cellules T et à des cellules lymphoïdes innées (Plateforme de Cytométrie)

23 - Juillet - 2025

Pierre Gaudeaux, Juliette Paillet, Monah Abou Alezz, Ranjita Devi Mivingangthem, Sara Cascione, Marta Martin Corredera, Anne-Catherine Dolens, Katrien De Mulder, Imke Velghe, Bart Vandekerchoche, Marieke Lavaert, Noémie Robil, Aurélien Corneau, Hanem Sadek, Pauline Rault, Akshay Joshi, Pierre de la Grange, Frank J. T. , Tom Taghon, Olivier Negre, Andrea Ditadi, Isabelle André, Tayebeh-Shabi Soheili

Immunole avant. 2025 Juillet 23:16:1617707

Introduction: We previously established a feeder-free cell therapy platform for the ex vivo generation of lymphoid-primed progenitors using immobilized Delta-like ligand 4 (DLL4). In vivo studies demonstrated that adoptive transfer of these progenitors accelerates T cell reconstitution following thymic engraftment.

Method: To further explore the full therapeutic potential of this cell product, we performed a comprehensive molecular and phenotypic characterization using single cell RNA sequencing and mass cytometry analysis.

Results: Our analysis revealed the presence of distinct cell subsets within the cellular product characterized mainly by commitment to lymphoid lineages. Using integrated transcriptomic analyses to compare these ex vivo-generated progenitors to in vivo human thymocytes, we revealed strong similarities with early stages of T cell development, underscoring the physiological relevance of our system. We also delineated two distinct developmental trajectories within the CD7+ progenitor population: a T cell-oriented path, marked by CD5 upregulation, and an innate lymphoid cell (ILC)-oriented branch, identified by CD161 expression and an ILC-like gene signature. Despite these lineage predispositions, both subsets demonstrated plasticity, retaining the ability to differentiate into both T cells and natural killer (NK) cells in vitro. Additionally, in our experimental setting, we observed that BCL11B, a transcription factor essential for T cell commitment, regulates negatively myeloid cell differentiation while preserving the potential for NK cell development.

Conclusion: These findings underscore the versatility of DLL4-based lymphoid progenitors in generating either T cells or ILCs in response to environmental cues. This research paves the way for innovative cell therapy approaches to treat immune deficiencies and cancer- and age-related immune dysfunctions.

 

 

Production de lots ProTcell et leur caractérisation au niveau d'une seule cellule. (A) Schéma expérimental du système de culture ProTcell: les cellules CD34, issues de CB ou de mPB, sont ensemencées dans une unité de culture enrobée de rétronectine et de DLL4-Fc avec un cocktail de cytokines dans la MAM. Après 7 jours de culture, les progéniteurs de cellules T sont récoltés et analysés par cytométrie de flux ou de masse et séquençage de l'ARN unicellulaire. B) Parfute d'analyse de cytométrie en flux illustrant l'expression de CD7 et CD34 dans un produit proTcellif représentatif CB (droit) ou mPB (à gauche). (C-H) D'autres analyses transcriptomiques ont été axées sur les cellules positives pour le transcrit CD7. (C) les données de scRNAseq ont été visualisées par la technique de réduction de dimension UMAP et 7 amas cellulaires ont été identifiés (Résolution 0.6). (D) Des paromes de violon montrant le niveau d'expression normalisé des gènes associés à la lymphoide T dans les 7 amas. Des placettes de densité illustrant l'expression génique des gènes d'identité des cellules T GATA3, TCF7, BCL11b et CD7, et (F) du développement des marqueurs T lymphoid IL7R, CD3D, CD3E et CD3G. (G) Loculation à point en grappes représentant l'expression génique de plusieurs marqueurs dans les 7 amas ProTcell. La taille du point indique le pourcentage de cellules exprimant des gènes spécifiques du marqueur dans chaque amas. Les niveaux d'expression moyens des gènes spécifiques aux grappes sont représentés en fonction de l'échelle de couleurs indiquée (le bleu représente le faible; le rouge représente un niveau élevé). (H) Heatmaps illustrant les scores de similarité entre chaque cellule individuelle des données ProTcell et des amas annotés de Cordes et al. (scarteau supérieur) et de Lavaert et al. (panneaux inférieurs). Bar à l'échelle: scores des coefficients relatifs Spearman. Chaque colonne est représentative d'un seul ProTcellé pour chaque population indiqué par le nom de la ligne.

Les sous-ensembles de ProTcell expriment des marqueurs de cellules lymphoides innées délimitant un destin de la deuxième cellule. Les proTcelles ont été produites à partir de cellules mPB et CB CD34 ' par l'intermédiaire d'un système ex vivo et leur expression transcriptome (scRNAseq) ou protéique (CyTOF) ont été évaluées de manière unique, et limitées aux +progéniteurs de CD7 et décrits dans Figures 1A, B . Des parures de violon montrant le niveau d'expression normalisé des gènes liés au NK de (A) ILC- et (B) dans les 7 amas. Des parois de densité illustrant l'expression génique de (C) les principaux marqueurs ILC KLRB1, ID2, NFIL3 et KIT et (D) NK, G-MB, PRF1 et CD56. (E) Les données CyTOF ont été visualisées par la technique de réduction de dimension UMAP. Projections UMAP illustrant l'expression protéique de CD7, CD161, KIT et CD5. La ligne verte délimite les cellules exprimant CD161 ainsi que l'enrichissement KIT, c'est-à-dire les cellules à crête à primovaccination de la Licence; le contour rouge exclut les cellules exprimant CD161 et comprend les progéniteurs CD5 et les progéniteurs. (F) Projection de l'UMAP montrant les lignées de pseudo-temps calculées par Slingshot qui décrit la transition progressive le long des grappes CD7 et plus.

 

Les sous-ensembles de CD161 et CD161 - ProTcellient le potentiel des cellules T et NK ainsi que la capacité d'ensemencement de thymus. (A-E, G, H) ProTcells ont été produits à partir de cellules CB CD34 en 7 jours, comme indiqué dans Figure 1A et trié par FACS concernant leur expression CD161 pour la différenciation des cellules NK ou T et l'expérience fonctionnelle in vivo. Pour assurer la cohérence, nous avons utilisé le même lot cellulaire et les mêmes populations cellulaires triées pour réaliser les expériences présentées dans cette figure, y compris la différenciation des cellules NK, la différenciation des lymphocytes T et le test de la chaîne de fermage in vivo. (A) Schéma expérimental pour CD7 et CD161 -(trame rouge) et CD7 et CD161 +(cadre verte) tri du sous-ensemble de cellules avant la différenciation des cellules NK ou T. La différenciation du phénotype cellulaire a été évaluée par cytométrie en flux. (B, C) Les +progéniteurs de CD1 et CD161 ont été cultivés pendant 14 jours en présence de l'IL15 sans cellule de charge pour la différenciation NK. Les linches en barres représentent la moyenne ET de (B) de la proportion et (C) des +cellules à NK dans la culture. (D, E) Les +progéniteurs de CD161 ont coculturené pendant 4 semaines avec OP9-DLL1 pour faire progresser la différenciation des lymphocytes T. Des placettes de ligne représentant la moyenne DS de la proportion (D) et (E) de CD3 et le nombre de cellules T en développement dans l'ensemble de la culture. (F) Les ProTcell ont été produits à partir de +cellules CD34 de la MPB et de la BC et leur expression protéique (CyTOF) a été évaluée d'une seule manière cellulaire, et limitée aux progéniteurs CD7 et tels que décrits dans Figures 1A, B . Les données CyTOF ont été visualisées par la technique de réduction de dimension UMAP. Les projections UMAP illustrent l'expression protéique de plusieurs molécules d'adhésion/homing Hi9, CCR7, CXCR4, CD44, CD62L, SELPLG, ITGA4 et ITGB4. La ligne noire sépare les cellules CD161 enrichies des cellules CD161. (G) Le -+sous-ensemble de cellules CD7 et CD11 et CD1 a été injecté séparément dans des nouveau-nés NSG (plus de 4 jours). La reconstitution des lymphocytes T a été analysée par cytométrie en flux dans le thymus à la 5 semaines de transplantation. Ilote en barres représentant le chimérisme humain (+cellules humaines/cellules humaines et murines CD45) et (H) la proportion de ++cellules +matures CD3 et T-T dans le thymus de souris injecté soit CD161 - ou CD161 - ProTcells ns, non significatif pour (B, C) Wilcoxon test signé-rank, (D)

L'activation des éléments de régulation BCL11B ne limite pas le potentiel des cellules NK. (A) Conception expérimentale pour l'évaluation du rôle du BCL11B dans l'engagement des cellules T humaines. Le rapporteur pour EGFP-BAC a été intégré à l'exon 1 du gène endogène BCL11B dans l'hPSC, ce qui a entraîné une perturbation monoallelic de ce gène et la création de lignée BCL11Bcellulaire rapporteure BCL11B-EGFP. Les hPSC BCL11B -EGFP ont été différenciés en progéniteurs hématopoiétiques (HP) pendant 9 jours. Les cellules HP générées ont été isolées pour la différenciation précoce des lymphocytes T sur OP9-DLL4 pendant 14 jours supplémentaires. À l'heure actuelle, les BCL11Bcellules progénitrices T9-T14, BCL11B-EGFP -EGFP avaient été triées par FACS et des cultures secondaires ont été réalisées pour évaluer leur potentiel myéloide, NK et T. Les phénotypes ont été évalués à chaque étape par cytométrie en flux pour les marqueurs de membrane myéloides, lymphoides, NK ou T. (B) L'analyse représentative de la cytométrie en flux de l'analyse par le point BCL11B -EGFP est dérivée de l'HPSC lors du tri au jour T9-T14 après culture sur OP9-DLL4 pendant 14 jours. À ce stade, les +cellules CD45 et CD56 - CD7 sont clairement réparties en deux populations, selon BCL11Bl'expression BCL11B-EGFP. (C, D) BCL11B-EGFP Les progéniteurs ng/- ont été co-cultivés pendant 10 jours avec OP9-DLL4 avec IL15 pour la différenciation NK. (C) Des courbes de contour représentatives de l'analyse de la cytométrie en flux illustrant l'expression de CD56, délimitant la différenciation NK et CD16, traduisant la maturation du NK. (D) La gabarit en bar représentant la moyenne et la valeur SD des cellules NK exprimant le CD56 dans trois expériences indépendantes. (E, F) Les progéniteurs BCL11B -EGFP nég/- ont co-cultivé 5 jours avec OP9 pour la différenciation myéloide. E) Des courbes de contour représentatives de l'analyse de cytométrie de flux illustrant l'expression CD11b traduisant le primovaccination myéloide. (F) Locouche à barres représentant les facteurs moyens et SD de CD11b-exprimant les progéniteurs myéloides dans trois expériences indépendantes. (G, H) Les progéniteurs BCL11B -EGFP neg/- ont co-cultivé 7 jours avec OP9-DLL4 dépourvu d'IL15 pour la différenciation des cellules T. (G) Des courbes de contour représentatives de l'analyse de cytométrie en flux illustrant l'expression de la différenciation des lymphocytes T transformant CD7 et CD5. (F) Pare-barres représentant le x ET moyen des cellules souches de cellules souches de cellules souches de cellules souches de cellules souches exprimant la valeur moyenne de la valeur de la catégorie des cellules T dans le cadre de quatre expériences indépendantes.

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