Activation-induced expression of non-muscle myosin II-B shapes lymphocyte polarity, antigen recognition and T cell function

Abstract

[EN] T lymphocytes migrate, become activated and develop their effector functions in complex three-dimensional environments endowed with specific mechanical properties, which greatly influence these processes. A particularly interesting aspect of this process is how T cells respond to mechanical signals to produce specific responses. The study of this response defines a mechanical “reactome” that contains molecules involved in mechanoperception and mechanoresponse. One of the latter is non-muscle myosin II (NMII), which converts mechanical and biochemical signals into movement, which the cell then uses to change its shape and reposition organelles and receptors. In this work, we aimed to assess the function of NMII paralogs NMII-A and NMII-B in T cell polarization, migration and activation. NMII-A is abundantly expressed in resting human T cells, whereas NMII-B is comparatively much less represented. However, NMII-B expression increases in response to interleukin 2 (IL-2) and/or anti-CD3/CD28. Regarding its function, targeted depletion of NMII-B, but not NMII-A, in primary CD3+ T cells inhibits front-back migratory polarity and chemotaxis towards CXCL12. Conversely, inhibition of either NMII paralog exacerbates T cell spreading on fibronectin and anti-CD3, indicating a possible role of NMII paralogs during formation of the immune synapse. Interestingly, NMII-A depletion had no detectable effect in a leukemic model of synaptic interaction. Conversely, depletion of NMII-B decreases contact inhibition of protrusion, generating T: APC contacts with an abnormal distribution of T cell activation components, such as CD3 and integrins. These defects correlate with abnormal actin dynamics at the edge of the T: APC interface. In this model, NMII-B (but not NMII-A) depletion decreases expression of specific hallmarks of T cell activation in J77 cl20 cells and proliferation in primary T cells. Our results position NMII-B as a novel effector that mediates the efficient activation and increased polarity and motility of effector T cells.

[ES] La actividad fisiológica de los linfocitos T se desarrolla en entornos tridimensionales complejos con propiedades mecánicas que influencian estos procesos. El efecto de las propiedades mecánicas en la activación de los linfocitos T y cómo estos responden adaptativamente a las mismas es un campo de particular interés en nuestro laboratorio, particularmente el conjunto de moléculas que median la capacidad mecanosensitiva y las respuestas mecánicas de los linfocitos T. Una de las principales proteínas implicadas en la generación de fuerza mecánica es la miosina II no muscular (NMII), que convierte señales mecánicas y bioquímicas en movimiento de filamentos de actina, que las células utilizan para adaptar su forma a su microentorno mientras reposicionan orgánulos y receptores de membrana. En este trabajo, hemos determinado la función de los parálogos A y B de la NMII en los procesos de polarización, migración y activación linfocitaria. NMII-A se expresa abundantemente en células T no activadas, mientras que los niveles de NMII-B son mucho más bajos. Sin embargo, NMII-B aumenta su expresión en respuesta a IL-2 y/o anti-CD3/CD28. También hemos estudiado la función de los parálogos mediante siRNA o lentivirus. La depleción de NMII-B, pero no de NMII-A, inhibe la polarización anteroposterior de los linfocitos T así como la quimiotaxis hacia CXCL12. Por otra parte, la inhibición de ambos parálogos exacerba la extensión de los linfocitos T sobre fibronectina y anti-CD3, lo que sugiere un posible papel de estas moléculas durante la formación de la sinapsis inmune. En un modelo leucémico de este fenómeno, la depleción de NMII-A no tuvo ningún efecto morfológico o a nivel transcripcional. Por el contrario, la depleción de NMII-B causó una protrusión exacerbada de la célula T sobre la célula presentadora de antígeno, produciendo contactos mucho más dinámicos que los de las células control en los que diversas moléculas de activación, como CD3 o integrinas, se localizan anormalmente. A nivel transcripcional, la depleción de NMII-B disminuye la expresión de marcadores específicos de activación en células J77 cl20 así como la proliferación de linfocitos T primarios. Estos resultados posicionan a NMII-B como un nuevo efector que media la activación y el desarrollo de funciones efectoras de los linfocitos T.