Les cellules T sont activées et stimulées pour proliférer au contact avec l'antigène spécifique. Une fraction infime des cellules T du sang périphérique (de l'ordre d'une cellule sur 10000 au moins) reagit avec un antigène individuel. Pour évaluer l'état fonctionnel des cellules T in vitro, on utilise par conséquent des activateurs polyclonaux. Ces réactifs, par exemple les lectines phytohémagglutinine et concanavaline A, stimulent toutes les cellules T indépendamment du TCR.
Les anticorps spécifiques du complexe CD3 associé au TCR peuvent induire la formation de complexes de molécules CD3 (cross-linking) et ainsi simuler la reconnaissance physiologique de l'antigène, stimulant ainsi la plupart des cellules. L'activation des cellules T est ensuite évaluée par la mesure des cytokines telles que le GM-CSF, l'IL-2, l'IL-4 ou l'IFN-y dans le surnageant des cultures. L'augmentation de la concentration cytosolique du calcium est un événement très précoce et peut être observé quelques secondes après la liaison du TCR. L'accroissement de la concentration calcique est détecté à l'aide de réactifs colores tels que VINDO-1 : la liaison au calcium change le spectre de lumière fluorescente émise par ces reactifs. Ce changement peut être quantifié précisément à l'aide d'un cytomètre de flux.
Les cytomètres de flux sont également utiles pour analyser l'expression de marqueurs d'activation à la surface cellulaire. L'expression de certaines molécules telles que CD69 ou CD71 (le récepteur de la transferrine) augmente quelques heures après l'activation alors que l'accroissement de l'expression de CD25 ou des molécules du CMH est constaté après un à trois jours.
L'analyse du cycle cellulaire est une méthode coûteuse d'évaluation de l'activation cellulaire. Elle permet de calculer le nombre de cellules au repos, activées ou en division.
La capacité de prolifération cellulaire est souvent étudiée comme paramètre fonctionnel des cellules T (test de stimulation lymphocytaire ou test de transformation). Elle est évaluée par une culture des cellules dans un incubateur pendant 72 à 96 heures à 37 °C et dans une atmosphère de 5p. 100 de CO,. La division cellulaire commence après 48 heures : elle est associée à un redoublement du contenu en ADN. L'ajout au milieu de culture de thymidine radiomarquée au tritium mène à l'incorporation de tritium radioactif dans l'ADN de cellules en division.
Après une période d'incubation supplémentaire de 16 à 24 heures, les cellules sont récoltées à l'aide d'appareils automatiques. En rinçant les puits de la plaque de culture, la suspension cellulaire est récupérée et acheminée vers un filtre en fibres de verre. Ce dernier retient les cellules et l'ADN radiomarqué de poids moléculaire élevé. La radioactivité retenue par le filtre est finalement quantifiée dans un compteur bêta. Elle est correlée au taux de réplication de l'ADN et donc à la prolifération
Le Multitest® Mérieux est un timbre prêt à l'emploi avec 8 têtes équipées de petites pointes qui contiennent des antigènes de bactéries ou de champignons, dissous dans de la gélatine. L'application des pistons introduit dans la peau ces antigènes, auxquels la plupart des individus sont exposés. Quarante-huit heures plus tard, on mesure la réaction cutanée qui correspond à une réaction de type hypersensibilité retardée (voir p. 57A). Une induration d'un diamètre de plus de 2 mm est considérée positive.