Le thymus est l'organe lymphoïde primaire où s'effectuent le développement et la maturation des lymphocytes T. Son microenvironnement repose en grande partie sur les cellules épithéliales thymiques, qui se répartissent en deux populations selon leur localisation : les cellules épithéliales corticales, impliquées dans l'engagement vers la lignée T et la sélection positive, et les cellules épithéliales médullaires, ou mTEC, qui finalisent la maturation des lymphocytes T par la sélection négative et participent à la génération des lymphocytes T régulateurs. Pour assurer leur rôle dans la tolérance immunitaire, les mTEC expriment un large éventail d'antigènes spécifiques de tissus, sous le contrôle de facteurs de transcription tels que AIRE, FEZF2 et PRDM1, ainsi que diverses cytokines et chimiokines essentielles à la signalisation et à la migration des lymphocytes T. La fonction de ces cellules a surtout été étudiée chez la souris, alors même que des différences significatives existent dans la cinétique d'expression des marqueurs entre l'humain et le rongeur, ce qui limite la transposabilité des modèles murins.
Pour répondre à cette difficulté, les auteurs décrivent une méthode de culture de mTEC humaines primaires affranchie des procédés enzymatiques et du tri cellulaire par cytométrie en flux. Les cellules sont obtenues à partir d'explants de biopsies thymiques fraîches, une approche qui réduit la quantité de tissu nécessaire, préserve la viabilité cellulaire et augmente le nombre de cellules extraites. Les techniques enzymatiques classiquement utilisées, souvent couplées au tri cellulaire, sont en effet susceptibles d'altérer l'expression des molécules de surface et de compromettre la pureté et la survie des cellules, tout en autorisant rarement une mise en culture prolongée.
Après sept jours de culture primaire, les cellules dérivées du thymus présentent les marqueurs spécifiques des mTEC (K5, K14, claudine 4 et UEA-1), sans expression des marqueurs corticaux (K8 et K18). Elles conservent leur capacité à exprimer les acteurs clés de la tolérance immunitaire, dont AIRE, les antigènes spécifiques de tissus, des cytokines et des chimiokines. L'expression d'AIRE fluctue au cours de la culture, atteignant son optimum vers le sixième ou septième jour avant de décliner ; l'ajout de RANKL restaure cette expression, ce qui suggère que ce déclin reflète l'appauvrissement progressif du microenvironnement lymphoïde. Les cellules ajustent par ailleurs leur réseau d'expression génique en réponse à leur environnement, répondant notamment à des signaux œstrogéniques et inflammatoires.
Les auteurs proposent ainsi un modèle stable et reproductible de mTEC humaines, à partir de thymus normaux ou pathologiques, utilisable pour tester l'effet de différentes molécules sur l'homéostasie et la physiologie de l'épithélium thymique. Ce modèle, présenté comme une première étape vers l'établissement de lignées humaines immortalisées, doit permettre d'explorer les spécificités des mTEC humaines en conditions normales ou pathologiques, par exemple dans la myasthénie auto-immune, et de s'affranchir des extrapolations effectuées à partir des modèles murins.