Zintegrowana analiza translatomu w procesie różnicowania limfocytów T

Pierwsze zmiany w profilu ekspresji genów wywołane aktywacją limfocytu T zachodzą w ciągu kilku godzin od powstania synapsy immunologicznej. Za tak szybkie przeprogramowanie odpowiada regulacja na poziomie translacji, która wykorzystuje pulę dostępnych w komórce mRNA i rybosomów, zmniejszając czas potrzebny na powstawanie białek. Badanie mechanizmów translacji pozwala nie tylko lepiej zrozumieć sam proces, ale niesie ze sobą potencjał aplikacyjny w kontekście spersonalizowanej immunoterapii nowotworowej z wykorzystaniem zmodyfikowanych limfocytów T, CAR-T. Niniejsza praca skupia się na zidentyfikowaniu odpowiedniej metody do badania zmian translatomicznych zachodzących pomiędzy nowo aktywowanymi, a stabilizującymi się w kierunku komórek pamięci limfocytami T. Omawiane są w niej techniki klasyczne jak profilowanie polisomów czy coraz powszechniejsze oczyszczanie translujących rybosomów metodą powinowactwa (TRAP) i profilowanie rybosomów. Dzięki analizie wydajności translacji udało się zidentyfikować procesy komórkowe oraz konkretne białka, których poziom w limfocytach T zmienia się wraz ze stabilizacją odpowiedzi immunologicznej. Uzyskane wyniki podkreślają rolę rearanżacji cytoszkieletu wraz z wygaszaniem aktywacji odpowiedzi, transportu sekrecyjnego, przeciążenia translacyjnego siateczki śródplazmatycznej czy szlaków związanych z kinazą mTOR. Powyższa praca przyczynia się do lepszego zrozumienia biologii wczesnego różnicowania limfocytów T na drodze zmiany profilu ekspresji.

The first changes in expression patterns in activated T-cells occur within a few hours after immune synapse formation. That fast alteration is possible by mechanisms of translation regulation that can utilise the pool of already existing, unused mRNA and ribosomes in cells, shortening the time needed for expression of new proteins. Studying mechanisms responsible for translation regulation not only provides a better understanding of the process itself but also enables this knowledge to be applied to personalised CAR-T-cell-based immunotherapies. This thesis focuses on identifying an appropriate method for studying translatomic changes between newly activated and stabilizing T-cells. It describes classical techniques such as polysome profiling and increasingly used approaches such as translating ribosome affinity purification (TRAP) and ribosome profiling. Based on translation efficiency analysis, we identify cellular processes and specific proteins whose levels in T-cells change during immune response stabilization. The results highlight the importance of cytoskeleton reorganisation, together with repression of the immune response, secretory transport, endoplasmic reticulum translational overload, and the mTOR pathway. This study contributes to a better understanding of the biology of early T-cell differentiation driven by changes in expression profiles.