Role of the Wiskott-Aldrich syndrome protein in human CD8+ T cell activation and effector function

La protéine du syndrome de Wiskott-Aldrich (WASP) est exprimée uniquement dans les cellules hémapoïetiques dans lesquelles elle régule la polymérisation de l’actine médiée par Arp2/3. L’absence d’expression de WASP ou une expression réduite est la cause du syndrome de Wiskott-Aldrich (WAS), caractérisé par de l’eczéma, une microthrombocytopénie et une déficience immunitaire sévère. Des défauts cellulaires ont été décrits dans une multitude de cellules. Cependant, la contribution relative de ces défauts au phénotype clinique reste en grande partie inconnue. Les patients avec une expression résiduelle de WASP, comme dans la thrombocytopénie liée à l’X (XLT), ont généralement des symptômes cliniques moins graves et ne développent pas de tumeurs malignes hématologiques. Jusqu’à aujourd’hui, la transplantation de moelle osseuse est la seule thérapie curative pour WAS. Cependant, un nouvel espoir se nourrit de la mise en œuvre de stratégies de thérapie génique, basée sur l’administration de cellules souches hématopoïétiques avec le gène corrigé, quand un donneur compatible n’est pas disponible. En raison de la susceptibilité accrue aux infections, maladies auto-immunes et tumeurs, nous avons pensé que les lymphocytes T CD8+ cytolytiques pourraient jouer un rôle dans le déficit immunitaire observé chez les patients WAS. Par conséquent, nous avons étudié le rôle de WASP dans ce sous-ensemble de lymphocytes T. Nous avons identifié des défauts dans la production de cytokines et la prolifération des cellules CD8+ T en réponse à une stimulation par des cellules présentatrices d’antigène. Ce défaut a toutefois été plus modéré que les défauts décrits en réponse à la stimulation avec des anticorps contre CD3 et CD28. En outre, la capacité cytolytique des cellules T CD8+ contre les cellules B transformées par EBV a été réduite, en particulier lorsque ces cellules B sont d’origine tumorale. Bien que les cellules T CD8+ de patients WAS expriment des niveaux normaux de molécules lytiques, la polarisation des granules lytiques vers les cellules cibles s’est avérée incomplète. La reconstitution de l’expression de WASP dans les cellules CD8+ T conduit à la correction du défaut lytique contre les cellules tumorales B, confirmant un rôle direct pour WASP dans la cytotoxicité médiée par les CTL. Une déficience de WASP du côté des APC semble agraver la cytotoxicité défectueuse médié par les CTL, en dépit d’une capacité activatoire normale. Nos données révèlent donc un rôle de WASP dans la régulation du seuil d’activation des lymphocytes T CD8+ et de la fonction lytique en réponse à une stimulation avec des APC. Le défaut d’activation et de fonction des lymphocytes T CD8+ pourrait contribuer à la déficience immunitaire sévère observée chez les patients WAS.The Wiskott-Aldrich syndrome protein (WASP) is confined to hematopoietic cells and regulates Arp2/3-mediated actin polymerization. Absence or impaired expression of WASP leads to the Wiskott-Aldrich syndrome (WAS), characterized by the triad of eczema, microthrombocytopenia and severe immune deficiency. Cellular defects have been described in a variety of cells, but how these defects contribute to the clinical phenotype, remains poorly understood. Patients with residual WASP expression, as in X-linked thrombocytopenia (XLT), have generally less severe clinical symptoms and do not develop hematologic malignancies. To date, bone marrow transplantation is the only curative therapy for WAS. However, new hope is nurtured by the implementation of gene therapy strategies, based on the administration of gene-corrected hematopoietic stem cells, when no compatible donor is available. Since WAS patients are highly susceptible to infections, autoimmune diseases and tumors, we reasoned that defects in their CD8+ cytolytic T cells (CTL) might contribute to a state of reduced immuno-surveillance. Therefore we investigated the role of WASP in this T cell subset. We identified defects in cytokine production and proliferation of CD8+ T cells in response to stimulation with antigen presenting cells. This defect however was milder than the defects described in response to anti-CD3/anti-CD28 stimulation. In addition, the cytolytic capacity of CD8+ T cells against EBV-transformed B cells was reduced, especially when those B cells were of tumoral origin. Although WAS CTL expressed normal levels of lytic molecules, they appeared not to properly polarize their lytic granules toward the target cells. Reconstitution of WASP expression in CD8+ T cells led to the restoration of the lytic defect against tumoral B cells, confirming a direct role for WASP in CTL-mediated cytotoxicity. WASP-deficiency at the APC side appeared to exacerbate defective CTL-mediated killing, despite normal activatory capacity. Our data reveal a role for WASP in regulating the threshold for CD8+ T cell activation and lytic function in response to APC stimulation, likely contributing to the severe immune deficiency observed in WAS patient