How membrane receptors initiate signal transduction upon ligand binding is a matter of intense scrutiny. The T cell receptor complex (TCR-CD3) is composed of TCRα/β ligand binding subunits bound to the CD3 subunits responsible for signal transduction. Although it has long been speculated that TCR-CD3 may undergo a conformational change, confirmation is still lacking. We present strong evidence that ligand engagement of TCR-CD3 induces a conformational change that exposes a proline-rich sequence in CD3ϵ and results in recruitment of the adaptor protein Nck. This occurs earlier than and independently of tyrosine kinase activation. Finally, by interfering with Nck-CD3ϵ association in vivo, we demonstrate that TCR-CD3 recruitment of Nck is critical for maturation of the immune synapse and for T cell activation.

One is not enough: Two PD-1 pTyr motifs bind to SHP2 simultaneously, inducing a conformational change and phosphatase activation.

The efficacy of antitumor immunity is associated with the metabolic state of cytotoxic T cells, which is sensitive to the tumor microenvironment. Whether ionic signals affect adaptive antitumor immune responses is unclear. In the present study, we show that there is an enrichment of sodium in solid tumors from patients with breast cancer. Sodium chloride (NaCl) enhances the activation state and effector functions of human CD8

Abstract Ubiquitin-specific protease 8 exerts multiple cellular functions and was identified as a potential target in a multiple myeloma vulnerability screen. Here we characterized the function of USP8 in B cells and multiple myeloma, and analyzed its impact on the global and ubiquitin-modified proteome. Usp8 deletion in mice starting at the the pre-B cell stage caused a partial block in B cell development favoring immature and innate-like B cells, as well as germinal center and plasma cells. This was accompanied by elevated immune-responses and Roquin depletion. Accordingly, correlation analyses in multiple myeloma patients revealed that low USP8 expression at diagnosis correlates with decreased survival. B cells expressing catalytically inactive USP8 accumulate protein modified with mixed ubiquitin/NEDD8 chains as hallmarks of proteotoxic stress, which we identified as favored USP8 substrates. USP8 knockdown reduced survival of bortezomib-resistant multiple myeloma cells in a lysosomal dysfunction-dependent manner. In contrast, the inhibitor DUB-IN-2 resensitized bortezomib-resistant multiple myeloma cells to treatment in a bortezomib-synergistic manner. Hence, our analyses uncovered the therapeutic potential of USP8 inhibition and of DUB-IN-2 in multiple myeloma.

Adoptive T-cell therapy has become a powerful weapon for cancer treatment. The efficacy of antitumor immunity is associated with the metabolic state of cytotoxic T cells, which is highly sensitive to the tumor microenvironment. It is therefore of considerable interest to bypass immunosuppressive signals in the tumor microenvironment and to identify factors that augment cytotoxic effector functions and ultimately tumor killing. Whether ionic signals serve as aberrant immune signals and influence the adaptive human antitumor immune response is still largely unexplored. We therefore investigated the effect of sodium on the phenotype, function and metabolic regulation of human CD8+ T cells using transcriptomic, metabolomic, high-dimensional flow cytometric and functional assays. We demonstrate a significant enrichment of sodium in solid tumors from patients with breast cancer, which leaves a transcriptomic imprint on intratumoral immune cells. Sodium chloride (NaCl) enhanced the activation state and effector functions of human CD8+ memory T cells. These functional alterations were associated with enhanced metabolic fitness, particularly increases in glycolysis, oxidative phosphorylation and overall nutrient uptake. These NaCl-induced effects translated into increased tumor cell killing in vitro and in a tumor mouse model in vivo. We therefore propose NaCl as a positive regulator of acute antitumor immunity that could be harnessed for ex vivo conditioning of adoptively transferred T cells, such as CAR T-cells.

ABSTRACT Low antigen sensitivity and a gradual loss of effector functions limit the clinical applicability of chimeric antigen receptor (CAR)-modified T-cells and call for alternative antigen receptor designs for effective T-cell-based cancer immunotherapy. Here we applied advanced microscopy to demonstrate that TCR/CD3-based synthetic constructs (TCC) outperform second-generation CAR formats with regard to conveyed antigen sensitivities by up to a thousand-fold. TCC-based antigen recognition occurred without adverse non-specific signaling, which is typically observed in CAR-T-cells, and did not depend - unlike sensitized peptide/MHC detection by conventional T-cells - on CD4- or CD8- coreceptor engagement. TCC-endowed signaling properties may prove critical when targeting antigens in low abundance and aiming for a durable anti-cancer response.

Abstract SARS-CoV-2, the causative agent of Covid-19, is known to evade the immune system by several mechanisms. This includes the shutdown of the host cellular protein synthesis, which abrogates the induction of antiviral interferon responses. The virus initiates the infection of susceptible cells by binding with its spike protein (S) to the host angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2). Here we applied the T cell receptor fusion construct (TRuC) technology to engineer T cells against such infected cells. In our TRuCs an S-binding domain is fused to the CD3ε component of the T cell receptor (TCR) complex, enabling recognition of S-containing cells in an HLA independent manner. This domain either consists of the S-binding part of ACE2 or a single-chain variable fragment of an anti-S antibody. We show that the TRuC T cells are activated by and kill cells that express S of SARS-CoV-2 and its alpha (B.1.1.7) and beta (B.1.351) variants at the cell surface. Treatment of SARS-CoV-2 infected cells with our engineered T cells did not lead to massive cytotoxicity towards the infected cells, but resulted in a complete rescue of the translational shutdown despite ongoing viral replication. Our data show that engineered TRuC T cell products might be used against SARS-CoV-2 by exposing infected cells to the host innate immune system.

Abstract The stepwise development of thymic invariant natural killer T (iNKT) cells is controlled by the TCR signal strength. The scaffold protein Kinase D interacting substrate of 220 kDa (Kidins220) binds to the TCR regulating TCR signaling. T cell-specific Kidins220 knock-out (T-KO) mice contain severely decreased iNKT numbers. Very early in iNKT development TCR signals are reduced in the T-KO. In later steps, TCR signaling is increased in the T-KO leading to enhanced apoptosis of iNKT cells. Kidins220’s absence affects the iNKT1 subset most as it requires the weakest TCR signals for development. We also show that in iNKT1 development, weak TCR signals promote the progressive loss of CD4. In the periphery, Kidins220 switches its role back to promoting TCR signaling as splenic T-KO iNKT cells produce less cytokines and show reduced TCR signaling after in vivo stimulation with α-galactosylceramide. In conclusion, Kidins220 promotes or inhibits TCR signaling depending on the developmental context. summary statement We demonstrate that the transmembrane scaffold protein Kidins220 switches its role twice in iNKT cell biology: from a positive to a negative regulator of TCR signal strength during thymic development and back to a positive regulator in the periphery.

The pivotal task of the immune system is to distinguish between self and foreign antigens. The kinetic proofreading model (KPR) proposes that T cells discriminate self from foreign ligands by the different ligand binding half-lives to the T cell receptor (TCR). It is challenging to test KPR as the available experimental systems fall short of only altering the binding half-lives and keeping other parameters of the ligand-TCR interaction unchanged. We engineered an optogenetic system using the plant photoreceptor phytochrome B to selectively control the dynamics of ligand binding to the TCR by light. Combining experiments with mathematical modeling we find that the ligand-TCR interaction half-life is the decisive factor for activating downstream TCR signaling, substantiating the KPR hypothesis.