Faculté de médecine d’Oran Les Lymphocytes B 2013-2014 3éme année médecine Dr A. LOUAIL EHU ORAN

Introduction B Les lymphocytes B l’immunité humorale. Lettre de désignation bource de Fabricius Chez l’homme 5 à 15% des lymphocytes sanguins ( 200 à 400/mm3). Deux grandes phases: Phase indépendante de l’Ag La lymphopoïèse Phase dépendante de l’Ag L’ immmunopoïèse lymphocytes B matures immunocompétents plasmocytes lymphocytes B mémoires

Lymphocytes B Introduction Les lymphocytes B (LB) sont le support de l’immunité humorale adaptative dont les effecteurs terminaux sont les anticorps ou Immunoglobulines (Ig) qui ont pour fonction de « neutraliser/détruire » les éléments étrangers et pathogènes. Représentent 5-15% des lymphocytes sanguins. Reconnaissent les antigènes (Ag) grâce à leur récepteur de surface spécifique de l’Ag : BCR induisant, le plus souvent, l’activation et la différenciation des LB en plasmocytes et en LB mémoires.

Ontogénie des lymphocytes B Chez l’homme, les cellules B se développent à partir des cellules souches hématopoïétiques: Avant la naissance Après la naissance la moelle osseuse la rate le foie fœtal la moelle osseuse Selon Carssetti Et Coll 60 à 90 Jours avant la naissance… la CSH Multiples stades Les lymphocytes B matures

Ontogénie des lymphocytes B

Ontogénie des lymphocytes B

Ontogénie des lymphocytes B Progéniteur Lymphoïde Pro-B Pré-B B immature B transitionnel B mature B mémoire Plasmocyte commun ))) La maturation du LB passe par plusieurs stades évolutifs. 2 grandes étapes de maturation du LB: étape indépendante de l’Ag ou lymphopoïèse qui se fait au niveau de la moelle osseuse et étape dépendante de l’Ag ou immunopoiese qui se fait dans les organes lymphoïdes périphériques. Différenciation indépendante de l’Ag -LYMPHOPOEISE- Moelle osseuse Différenciation dépendante de l’Ag -IMMUNOPOEISE- Organes lymphoïdes périphériques Circulation (RATE)

Lymphocytes B La lymphopoïèse

Lymphopoïèse B La moelle osseuse RATE CD34+ C-kit high CD34+ Lymphocytes B Lymphopoïèse B La moelle osseuse CMP Pré-pro-B HSC MPP CLP Pro-B Pré-B Large CD34+ C-kit high CD34+ C-kit high Flt3+ CD34+ CD 10⁺ C-kit low Flt3+ CD34+ CD 10+ CD19 + CD45R+ Notch1 + CD34+ CD 10+ CD19 + CD45R+ CD79a/b RAG+ TdT+ CD 10+ CD19 + CD45R+ Cµ+ SLC+ Pré BCR+ Pré-B Small RATE h Le CSH est définie par le phénotype C-kit hight. Selon Morrison et Weissman 1994, le compartiment de CSH est hétérogène. Il inclus des cellules dénommées CSH de long terme ( long-term HSCs) définie dans les études de transplantation par leurs capacité de repeupler toutes les cellules hématopoïétiques après transplantation, et autres cellules dénommées CSH de court terme (Short-term HSCs) qui n’apparaissent que transitoirement. Ce dernier compartiment (Short-term HSCs) donne naissance au MPP (Multipotent Progenitor) et c’est à partir de MPP que le sont dérivés. Le MPP exprime en plus le récepteur Flt3 par rapport au CSH. il est C-kit hight Flt3+. La diminution de l’expression de C-kit (au stade CLP), l’ acquisition additionnelle de déterminants de surface (au stade pré-proB) incluant le CD93 (AA 4.1) et le CD127 (IL7 Rα)(chez la souris) et l’expression importante de RAG1/2 (au stade proB) sont des marqueurs de différenciation vers la lignée B. Le CD45R, molécule clé du développement des cellules B est exprimée tôt au cours de la lymphopoïèse (stade ProB). C’est une forme de la tyrosine phosphatase. Il représente un membre de la famille commune des antigènes leucocytaires CD45 qui inclue des glycoprotéines de tailles multiples générées par des épissages alternatifs du mRNA cd 45 suivie d’une éventuelle glycosylation de la protéine CD45. CLPs ne sont paLes diverses étapes de la lymphopoïèse définie par le changement de phénotype membranaire corrèlent aussi avec le réarrangement progressif des gènes d’Ig et l’expression de plusieurs facteurs de transcription (qu’on va les détaillé dans les sections suivantes). La surexpression d’un facteur de transcription dénommé E2A favorise la maturation vers la ligne B, car il favorise l’expression des gènes de la ligne B et réprime les gène non B (le mécanisme va être détaillé dans les facteurs de transcription). Une fois que les gènes B seront exprimé (Pax5 par exemple), la maturation vers le stade proB est acquise. La poursuite de la maturation vers le stade préB est dépendante d’un réarrangement productif des gènes de la chaine lourde µ, et par conséquence l’expression de la chaine en intra cytoplasmique et le préBCR à la surface. C’est pour cela, les recombinases (RAGs) et le Tdt sont exprimés au stade proB. Une fois que le préBCR est exprimé, la cellule est au stade préB. Le préBCR est constitué d’une chaine lourde µ associé de façon non covalente à la SLC (Surrogate light chain) et deux molécules d’Igα/Igβ. En fait, le stade préB comprend deux sous stades, un stade initial de différenciation en cellule "préB Large" exprimant le préBCR, et un stade tardif de prolifération "préB Small" au cour du quel de multiples réarrangements des gènes des chaines légères sont produites afin de produire une chaine légère conventionnelle. Pour cela, les RAGs sont exprimés, mais pas le Tdt. Une fois que les chaines légères sont synthétisées, elles s’associent aux chaines lourdes constituant le BCR et la cellule est au stade B immature. À ce stade, les cellules B auto réactive sont soumise à une sélection négative. Les cellules survivantes à la sélection vont rejoindre la circulation sanguine via les sinusoïdes de la moelle osseuse pour aller se localiser au niveau de la rate. CD10 + CD19 + CD20 + CD45R+ Cµ+ SLC- RAG+ TdT- Survie Immature B cell Délétion Receptor editing Clones auto réactifs IgM+ Anergie Annu. Rev. Immunol.2006. 24:287–320

Lymphocytes B La lymphopoïèse Au cours de la lymphopoïèse B : 1. Le microenvironnement médullaire joue un rôle important: Les cellules stromales jouent 2 rôles importants: Elles entrent directement en interaction avec les cellules pro-B. La chimiokine SDF-1 (stem cell derived factor 1 ou CXCL 12) qui contribue au maintien des précurseurs B au niveau de la moelle osseuse. 2. L’expression du pré-BCR est indispensable pour la poursuite de la maturation: Le récepteur B à l’antigène ou BCR (pour B-cell receptor en anglais) est l’équivalent du TCR des lymphocytes T. Le BCR est uniquement exprimé par les lymphocytes B (LB).

Le pré- BCR Au stade du LB pré-B I, Lymphocytes B Le pré- BCR Au stade du LB pré-B I, Expression d’un pré-BCR dont la spécificité et la structure diffèrent de celles du BCR Une pseudo-chaine L: Région VL remplacée par VpreB (CD179a) Région CL remplacée par λ5 ou λ􀀎like (CD179b)

Conséquence de l’engagement du préBCR Lymphocytes B Le pré- BCR Conséquence de l’engagement du préBCR Différentiation et prolifération des cellules pré-B. Arrêt des réarrangements de la chaine μ. Réarrangement des gènes de la chaine légère

Marqueurs de surface LB après activation LB au repos BCR Lymphocytes B Marqueurs de surface BCR IgD de surface IgM de surface TLR1 CD79a CD79b NOYAU TLR2 CD21 CD40 CD19 TLR4 B7-1 B7-2 CMH I CMHII CXCR5 TLR1 LB après activation LB au repos TLR6

Le BCR En fait, chaque BCR est un complexe membranaire comprenant: Lymphocytes B Le BCR En fait, chaque BCR est un complexe membranaire comprenant: - une Ig (M, D, G A ou E) monomérique ancrée dans la membrane - un module de transmission du signal qui est un hétérodimère CD79α (Igα) / CD79β (Igβ Chaque LB exprime environ 100 000 copies d’un même BCR, chaque LB est spécifique d’un motif Ag Augmenter la diversité des BCR pour étendre le répertoire B: être en mesure de reconnaître un maximum d’Ag

Lymphocytes B Comment le lymphocyte B est-il éduqué dans la moelle osseuse ? (tolérance centrale) Les LB immatures quittent la moelle osseuse pour gagner la périphérie. Le LB immature exprimant un BCR-IgM va subir une première phase de sélection contre les Ag médullaires du soi puis les LB survivants –dits: LB Transitionnels de type 1 (T1) entrent dans la circulation et migrent vers la zone marginale de la rate où ils poursuivent leur maturation.

Education splénique: tolérance périphérique. Lymphocytes B Education splénique: tolérance périphérique. Éducation splénique (tolérance périphérique) : Dans la zone marginale de la rate (ZMG) , les interactions BCR -Ag splénique « du soi » déterminent si un LB T2 va se différencier en LB mature folliculaire (IgM+ IgDhi) ou en LB de la ZMG (IgMhi IgD+) qui exercent des fonctions différentes lors de la réponse humorale : Les LB de la ZMG sont responsables de la réponse dite Thymo- ou T-indépendante (TI). Les LB naïfs folliculaires sont responsables de la réponse T-dépendante (TD), vont coloniser les divers organes lymphoïdes secondaires et sont les seuls à conférer une mémoire sérologique.

Sous population de lymphocytes B LBs folliculaires Ag TD Moelle osseuse LB2 LB de zone marginale LB1b ( CD5 -) Ag TI Foie Fœtal LB1 LB1a (CD5+ )

Sous population de lymphocytes B Les lymphocytes B1 5% des LBs mais capable d’auto renouvelement Population mineure des lymphocytes B Localisation Cavités séreuses Les LB1 représentent une population mineure des LBs, environs 5% des LBs mais ont bonne potentialité d’autorenouvelement. Ils sont localisé au niveau des cavités séreuses. On a pu distinguer les deux sous populations par l’expression ou non de CD5 B1a CD5+ Sous populations B1b CD5 - Nature Immunology/ volume 7/ Mars 2006

Sous population de lymphocytes B LB1a LB1b Phénotype CD5+ CD5 - Protection contre les pathogène (parasites, bactéries) ++ ++++++++ Production d’anticorps anti phosphatidylcholine (ACs Naturels) + - Réponse aux cytokines IL4 et IL5 IL9 Montecino Rodriguez et col; 2006

La réponse humorale Différenciation Activation Prolifération antigène Lymphocytes B Différenciation Activation Prolifération antigène Antigènes thymo-indépendants (Ag TI) Antigènes thymo-dépendants (Ag TD) Ag TI de type 1 Activateurs polyclonaux (mitogènes) Ex: LPS Ag TI de type 2 Molécules à motifs répétitifs Ex: flagelline bactérienne Antigènes protéiques

La réponse thymo indépendante Lymphocytes B La réponse thymo indépendante Les lymphocytes B de la zone marginale sont sIgM+ + + sIgD+ CD27+ avec un faible degré de mutation somatique

La réponse thymo indépendante Lymphocytes B La réponse thymo indépendante

La réponse thymo dépendante Lymphocytes B La réponse thymo dépendante Les lymphocytes B folliculaires Représentent la plus grande majorité des LBs Phénotype: sIgM+, sIgD+++, CD21low , CD23 High. Circulent en permanence dans le sang et les zones B des organes lymphoïdes périphériques jusqu’à la rencontre de l’Ag essentiellemnt de nature protéique Réponse aux antigène thymo dépendants Formation des centres germinatifs. Plasmocytes LB mémoires

La réponse thymo dépendante Lymphocytes B La réponse thymo dépendante • Réponse primaire relativement longue à se mettre en place: latence 4-7j et pic 10-13 jours (IgM>>IgG). Faible affinité pour l’Ag mais LB mémoires Réponse 2aire rapide (1-3 jours, IgG ou A>>IgM) et Ig produites ayant une affinité 100 à 1000 fois plus grande pour l’Ag que celles produites lors de la réponse 1aire

Formation du centre germinatif Lymphocytes B Formation du centre germinatif Les follicules lymphoïdes au repos, sont composés d'un réseau de CFD qui sont en contact avec les cellules B folliculaires exprimant IgM et IgD à leur surface. Suite aux contacts avec un antigène: des follicules lymphoïdes secondaires caractérisés par l'existence de centres germinatifs sont formés. 03 j après, une croissance exponentielle de cellules B dans le centre des follicules est observée ; ces cellules se développent d'abord en grandes cellules (blastes B primaires), Quelques jours plus tard, les blastes s'accumulent dans la région basale du follicule, c’est la zone sombre du centre germinatif. Les blastes (centroblastes) se divisent en moyenne une fois toutes les 07 heures.

La réponse thymo dépendante Lymphocytes B La réponse thymo dépendante

Formation du centre germinatif Ces centroblastes montrent un taux de mutation dans les gènes des Ig extrêmement élevé (hypermutation somatique) qui permet de produire des anticorps d'affinité variable, de plus ces cellules n’expriment pas d’Ig membranaire. Ils se transforment en petites cellules (centrocytes) et quittent la zone foncée. Ces centrocytes forment la zone claire du centre germinatif dans laquelle ils entrent en contact avec un réseau dense de cellules dendritiques. Une grande des centrocytes meurt par apoptose. La réaction du centre germinatif dure environ 3 semaines; après deux à trois mois, un faible nombre de blastes B (blastes B secondaires) se trouve dans le centre d'un follicule «vide».

La réponse thymo dépendante Lymphocytes B La réponse thymo dépendante

La réponse thymo dépendante Lymphocytes B La réponse thymo dépendante LE CENTRE GERMINATIF EST LE SIEGE DE 03 EVENEMENTS IMPORTANTS MATURATION D’AFFINITE LA COMMUTATION ISOTYPIQUE FORMATION DE LB MEMOIRE ET PC A LONGUE DUREE DE VIE

La réponse thymo dépendante Lymphocytes B La réponse thymo dépendante Production de 2 types d’effecteurs: Plasmocytes à longue durée de vie Les LB mémoires A toutes les étapes: dépendance forte vis à vis du trafic/homing B - Les plasmoblastes (CD27high, CD38high CD20-, CD19+/-) quittent le CG et migrent vers la moelle où ils achèveront leur maturation en plasmocytes sécréteurs d’Ig (CD19-, CD27high CD38high CD138+). Ces Ig ou Ac (G, A, M ou E) sont de haute affinité pour l’Ag. Les LB mémoires (CD19+ CD20+ CD27+ SIgG/A+) quittent les CG et migrent dans la ZMG et les tissus non-lymphoïdes où ils « guettent » les pathogènes. Mémoire sérologique

Fonctions des lymphocytes B Dire qu’encore récemment, on pensait que la fonction unique des lymphocytes B était de sécréter des anticorps ! Le lymphocyte B : une excellente cellule présentatrice Sécrétion de cytokines : IL-2, IL-4, IL-6, IL-10, IL-12, IL-16, MIP-1 et MIP-1, IFN-, lymphotoxines, TGF-béta Rôle des B dans la diversification du répertoire lymphocytaire T et activation lymphocytaire T Rôle dans le maintien de l’organisation lymphoïde Participation à la cascade inflammatoire et aux lésions tissulaires

Rôle des lymphocytes B en pathologie Les anomalies du lymphocytes B peuvent aboutir aux 4 grands types de maladies observés en immunopathologie : les déficits immunitaires, les allergies, les proliférations lymphoïdes et les maladies auto-immunes

Quel traitement pour neutraliser les lymphocytes B ? Nouvelles molécules Différentes stratégies anti-B peuvent être utilisées : • anticorps dirigés contre des antigènes membranaires du lymphocyte B (anti-CD20, anti-CD22) • anticorps dirigés contre des molécules de co-stimulation présentes sur le lymphocyte T (anti-CD40L,CTLA- 4) • inhibition de cytokines favorisant la survie et l’activation B (anti-IL-6, anti-BAFF) • tolérogènes (LJP394) • modulation des récepteurs de l’immunité innée (oligonucléotides inhibiteurs des TLR) • modulation des récepteurs Fc des Ig (immunoglobulines intraveineuses) Nous développerons les résultats concernant les anti-CD20, les anti-BAFF, les

Merci pour votre attention! Lymphocytes B Merci pour votre attention!