Immunotherapy advances have been hindered by difficulties in tracking the behaviors of lymphocytes after antigen signaling. Here, we assessed the behavior of T cells active within tumors through the development of the antigen receptor signaling reporter (AgRSR) mouse, fate-mapping lymphocytes responding to antigens at specific times and locations. Contrary to reports describing the ready egress of T cells out of the tumor, we find that intratumoral antigen signaling traps CD8

Abstract Monoclonal antibodies are increasingly used to prevent and treat viral infections, playing a pivotal role in pandemic response efforts. Antibody secreting cells (ASCs, plasma cells and plasmablasts) are an excellent source of high-affinity antibodies with therapeutic potential. Current methodologies to study antigen-specific ASCs either have low throughput, require expensive and labour-intensive screening or are technically demanding and therefore not accessible to the wider research community. Here, we present a straightforward technology for the rapid discovery of monoclonal antibodies from ASCs: we combine microfluidic encapsulation of single cells into an antibody capture hydrogel with antigen bait sorting by conventional flow cytometry. With our technology, we screened millions of mouse and human ASCs and obtained anti-SARS-CoV-2 monoclonal antibodies with high affinity (pM) and neutralising capacity (<100 ng/mL) in two weeks with a high hit rate (>85%). By facilitating access into the underexplored ASC compartment, we enable fast and efficient antibody discovery as well as immunological studies into the generation of protective antibodies.

Abstract Tissue homeostasis is maintained by the behaviours of lymphocyte clones responding to antigenic triggers in the face of pathogen, environmental, and developmental challenges. Current methodologies for tracking the behaviour of specific lymphocytes identify clones of a defined antigen-receptor—antigen binding affinity. However, lymphocytes can receive antigenic signals from undefined or endogenous antigens, and the strength of each signal, even for the same lymphocyte, varies with accessory signalling, across tissues and across time. We present a novel fate-mapping mouse, that, by tracking lymphocyte clones and their progenies from induced antigen signals, overcomes these hurdles and provides novel insights into the maintenance of tissue homeostasis. We demonstrate the systems use by investigating the maintenance of localised T cell tolerance in tumour immunity. In a murine tumour model, our system reveals how Tregs differentiate to a reversible, tolerance inducing state within the tumour, and recirculate, while CD8+ T cells failing to recirculate, differentiate to an increasingly exhausted, tolerant state in the tumour. These contrasting T cell behaviours provide means by which immunity can tolerate a particular anatomical niche while maintaining systemic clonal protection. Our system can thus explore lymphocyte behaviours that cannot be tracked by previous methods and will therefore provide novel insights into the fundamental mechanisms underlying immunity’s role in tissue homeostasis.

Regulatory T cells are fundamentally important for maintaining immune homeostasis, and their potent immune-suppressive roles make them attractive immunotherapeutic targets in cancer. Recent work suggests potential functions of tissue-resident Tregs (trTregs) in tissue-repair and epithelial cell homeostasis. Here, we describe a rare population of trTreg in the exocrine pancreas. We show that these cells share common features of trTregs, including expression of the IL-33 receptor ST2 and production of the epithelial growth factor Amphiregulin, and display an oligoclonal T cell receptor repertoire. Using a mouse model of acute pancreatitis, we show that pancreatic Tregs rapidly expand upon release of IL-33 by fibroblasts. Moreover, depletion of Tregs after initiation of pancreatic injury impairs the regeneration of the exocrine parenchyma. This effect is due, in part, through a direct effect of Tregs on acinar cell proliferation. Finally, we show that transient Treg depletion in established orthotopic pancreatic tumours leads to tumour rejection yet provokes long-lasting damages to surrounding exocrine parenchyma. In all, our results demonstrate the tissue-repair capacity of pancreatic Tregs, and highlight a dualistic role of these cells in the pancreatic tumour ecosystem, with their harmful immune-suppressive function in the tumour coupled to a beneficial tissue-repair function in the surrounding tissue.