The common view is that T lymphocytes activate telomerase to delay senescence. Here we show that some T cells (primarily naïve and central memory cells) elongated telomeres by acquiring telomere vesicles from antigen-presenting cells (APCs) independently of telomerase action. Upon contact with these T cells, APCs degraded shelterin to donate telomeres, which were cleaved by the telomere trimming factor TZAP, and then transferred in extracellular vesicles at the immunological synapse. Telomere vesicles retained the Rad51 recombination factor that enabled telomere fusion with T-cell chromosome ends lengthening them by an average of ~3,000 base pairs. Thus, there are antigen-specific populations of T cells whose ageing fate decisions are based on telomere vesicle transfer upon initial contact with APCs. These telomere-acquiring T cells are protected from senescence before clonal division begins, conferring long-lasting immune protection. Lanna and colleagues discover extracellular vesicle-mediated transfer of telomeres from antigen-presenting cells to T cells, which enables elongation of chromosomes, protection against replicative senescence and long-term immune defence.

The common view is that T-lymphocytes activate telomerase, a DNA polymerase that extends telomeres at chromosome ends, to delay senescence. We show that independently of telomerase, T cells elongate telomeres by acquiring telomere vesicles from antigen-presenting cells (APCs). Upon contact with T cells, APCs degraded shelterin to donate telomeres, which were cleaved by TZAP, and then transferred in extracellular vesicles (EVs) at the immunological synapse. Telomere vesicles retained the Rad51 recombination factor that enabled them to fuse with T cell chromosomal ends causing an average lengthening of ∼3000 base pairs. Thus, we identify a previously unknown telomere transfer program that supports T cell lifespan.

Summary Whereas treatments that reactivate exhausted T cells are available, strategies to rejuvenate terminally differentiated senescent lymphocytes are yet to be developed. Senescent T cells, with short telomeres and inactive telomerase, are different from exhausted cells, and may form due to defective telomere transfer reactions upon contact with antigen presenting cells (APCs). Senescent T cells are characterized by presence of sestrin-MAPK kinase activation complexes (sMACs), large immune-inhibitory protein assemblies of sestrins bound to a stress/energy sensing kinase (AMPK) and three functional effector kinases (ERK, JNK and p38 MAPKs). Here we described first in class Disruptors of the Sestrin-MAPK immune-inhibitory Complex (DOS), which target sMAC to ubiquitin-dependent proteasomal degradation, resulting in long-term sestrin transcriptional inhibition, increased T cell fitness, and generation of long-lived stem like memory features. Strikingly, the DOS generated stem T cells present de novo antigen-specific T-cell receptor DNA rearrangements that precede their future expansion. Although largely senescent at the point of treatment, the DOS regenerated T cells, with stem features and new TCRs, initiated immune-protective rejuvenation-dependent responses to new challenges, with or without vaccination. Therefore, it is possible to generate new T cell clones from formerly senescent cells and expand immune specificity. Highlights DOS are the first sestrin-MAPK binding disruptors DOS rejuvenate T cells (DOS-juvenation) DOS-juvenated T cells protect old mice from lethal infections, with or without vaccination DOS-juvenated T cells exist as stem-like cells that undergo antigen-specific TCR revisions