Abstract Dendritic cells (DCs) are crucial for the priming of naïve T cells and the initiation of adaptive immunity. Priming is initiated at a heterologous cell-cell contact, the immunological synapse (IS). While it is established that actin dynamics regulates signalling at the T cell side of the contact, little is known about the cytoskeletal contribution on the DC side. We show that that the DC cytoskeleton is decisive for the formation of a multifocal synaptic structure, which correlates with T cell priming efficiency. We demonstrate that DC actin appears in transient foci at the IS and that these foci are dynamized by the WAVE complex. Absence of WAVE in DCs leads to stabilized contacts with T cells, caused by an increase in ICAM1-integrin mediated cell-cell adhesions. This results in a lower number of activated and proliferating T cells. Our results reveal an important role of DC actin in the regulation of synaptic contacts with crucial relevance for full T cell expansion.

The gastrointestinal (GI) tract constitutes an essential barrier against ingested microbes, including potential pathogens. Although immune reactions are well studied in the lower GI tract, it remains unclear how adaptive immune responses are initiated during microbial challenge of the oral mucosa (OM), the primary site of microbial encounter in the upper GI tract. Here, we identify mandibular lymph nodes (mandLNs) as sentinel lymphoid organs that intercept ingested Listeria monocytogenes (Lm). Oral Lm uptake led to local activation and release of antigen-specific CD8+ T cells that constituted most of the early circulating effector T cell (TEFF) pool. MandLN-primed TEFF disseminated to lymphoid organs, lung, and OM and contributed substantially to rapid elimination of target cells. In contrast to CD8+ TEFF generated in mesenteric LN (MLN) during intragastric infection, mandLN-primed TEFF lacked a gut-seeking phenotype, which correlated with low expression of enzymes required for gut-homing imprinting by mandLN stromal and dendritic cells. Accordingly, mandLN-primed TEFF decreased Lm burden in spleen but not MLN after intestinal infection. Our findings extend the concept of regional specialization of immune responses along the length of the GI tract, with CD8+ TEFF generated in the upper GI tract displaying homing profiles that differ from those imprinted by lymphoid tissue of the lower GI tract.

Tissue macrophages and tissue resident memory CD8+ T cells (TRM) play important roles for pathogen sensing and rapid protection of barrier tissues. To date, it is incompletely understood how these two cell types cooperate for efficient organ surveillance during homeostasis. Here, we used intravital imaging to show that TRM dynamically crawled along tissue macrophages in murine submandibular salivary glands (SMG) during the memory phase following a viral infection. Ex vivo confined SMG TRM integrated an unexpectedly wide range of migration modes: in addition to chemokine-and adhesion receptor-driven motility, SMG TRM displayed a remarkable capacity of autonomous motility in the absence of chemoattractants and adhesive ligands. This unique intrinsic SMG TRM motility was transmitted by friction and adaptation to microenvironmental topography through protrusion insertion into permissive gaps. Analysis of extracellular space in SMG using super-resolution shadow imaging showed discontinuous attachment of tissue macrophages to neighboring epithelial cells, offering paths of least resistance for patrolling TRM. Upon tissue macrophage depletion, intraepithelial SMG TRM showed decreased motility and reduced epithelial crossing events, and failed to cluster in response to local inflammatory chemokine stimuli. In sum, our data uncover a continuum of SMG TRM migration modes and identify a new accessory function of tissue macrophages to facilitate TRM patrolling of the complex exocrine gland architecture.

Abstract The gastrointestinal (GI) tract constitutes an essential barrier against ingested pathogens. While immune reactions are well-studied in the lower GI tract, it remains unclear how adaptive immune responses are initiated during microbial challenge of the oral mucosa, the primary site of pathogen encounter in the upper GI tract. Here, we identify mandibular lymph nodes (mandLN) as sentinel lymphoid organs that collect orally administered Listeria monocytogenes (Lm), leading to local CD8 + T cell activation. In contrast to CD8 + T effector cells (T EFF ) generated in mesenteric lymph nodes, mandLN CD8 + T EFF lacked a gut-seeking phenotype but contributed to systemic host protection. Accordingly, mandLN stromal and dendritic cells expressed low levels of enzymes required for gut homing imprinting. Our findings extend the concept of regional specialization of immune responses along the length of the GI tract, with mandLN acting as oral lymph-draining counterparts of intestinal lymph-draining LN of the lower GI tract. Summary Listeria monocytogenes ingestion leads to priming of cytotoxic T cells in oral mucosa draining mandibular lymph nodes, which contribute to systemic host protection.