MICRO-ANATOMIE DES TISSUS LYMPHOÏDES SECONDAIRES

LES DEUX PHASES DU DÉVELOPPEMENT LYMPHOCYTAIRE B

Ag

VH-DH-JH

LYMPHOPOÏÈSE(tissus lymphoïdes foetaux et moelle osseuse )

VL-JL

cellule souche

pro-B pre-B

VH-DHJH

VL-JL

LB immature

VHDHJH

VL-JL

µ+ ΨΨΨΨCL IgM

LB mature naïf

IgD IgM

VHDHJH

VLJL

VHDHJH

VLJL

IMMUNOPOÏÈSE(tissus lymphoïdes secondaires)

centre germinatif

centroblaste centrocyte

LB à mémoire(Igs mutées)

plasmocyte(Igs mutées)

plasmocyte(Igs non mutées)

MICROANATOMIE DU TISSU LYMPHOÏDE SPLÉNIQUE

follicule: fpr

PNA/CD38 PNA/B220

pr

prpr: pulpe rougepb: pulpe blanche

zone marginale

ff

zone T

T

pb

artériolecentrale

f

f

f GCGC

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zone sombre- expansion clonale- diversification

zone claire- sélection- différenciation

manteau folliculaire(LB naïfs IgM+/IgD+)

bleu : anti-Ki67 (marqueur de prolifération)rouge : anti-IgD (marqueur cellules naïves)

MICRO-ANATOMIE DES CENTRES GERMINATIFS (AMYGDALES)

CG

RÉCEPTEURS MEMBRANAIRES IMPLIQUÉS DANS L ’ACTIVATION DES LYMPHOCYTES B

CH3

CH2région

constante

VH

VLCH1

CL

région variable

αααα ββββ ααααββββ

CD45

CD19

CD81

CD21 CD32CD22

complexesAg/Ac/C ’

complexesAg/Ac/C ’

-+

+

-

LA SUPERFAMILLE DES RÉCEPTEURS DU TNF

TNFααααLTαααα

LTαααα2/ββββ1

TWEAKTL1A

CD95/FasTNF-R1 DR3 TRAIL-R1

TRAIL-R2DR6

CD178

TRAIL

?

TACI

BCMABAFF-R

RÉCEPTEURS A DOMAINE DE MORT

BAFF/Blys

APRIL

RÉCEPTEURSDE SIGNAUX DE

SURVIE

CD30-L

TNF-R2CD27 CD30 NGF-R

OX-40CD40

CD70

NGF OX-40-LCD154

TNFααααLTαααα

LTαααα2/ββββ1

RÉCEPTEURSDE SIGNAUX

D ’ACTIVATION

Les TLR et leurs ligands

?LPS Taxol (Plant)

Diacyllipopeptides(MALP-2)

ssARN etligands synthétiques (Imidazoquinoline,

R848)ds ARN

(poly I:C)

CpG ADN

Triacyllipopeptides(PAM3CSK4)

Flagelline

CD-14

MD-2

TLR1 TLR2 TLR6 TLR2 TLR4 TLR5 TLR7 TLR8TLR3 TLR9

Bactéries Gram + Mycobactéries

LevuresBactéries Gram -

TLR11

Bactéries uropathogéniques

LA RÉPONSE AUX Ag THYMO-DÉPENDANTS

LBfolliculaires

- Maturation d ’affinité de la réponse Ac

- Formation de centres germinatifs

- Production de LB à mémoire (rate)

- Production de plasmocytes à longuedurée de vie (moelle)

Ag TD Ag TI

++++

-+/---

- Réponse Ac chez des souris athymiques - +

LB de la ZM

LES LIGNAGES LYMPHOCYTAIRES B

2 lignages B (LB1 et LB2) forment le compartiment d es LB naïfs. Ce compartimentse subdivise en 4 sous-populations:1. les LB folliculaires (FO)2. les LB de la zone marginale (ZM)3. les LB1a (CD5+)4. les LB1b (CD5-)Les LB1 et les LB ZM sont « spécialisés » dans la rép onse aux Ag TI

moelleosseuse

foie fœtalrate

LB1a (CD5+)

LB1b (CD5-)Ag TI

Ag TDLB

folliculaires(FO)

OLS et circulation

LB de la zone marginale

(ZM)

rate

-cavités séreuses-OLS-circulation

LB 1

LB 2

REPONSES B PRIMAIRES ET SECONDAIRES AUX Ag TD: ASPECTS QUANTITATIFS

1o Ag 2o Ag

D a y s A f t e r I m m u n i z a t i o n

A b

T i

t e r

• amplitude de la réponse

– 1o - faible

– 2o - forte

• commutation isotypique

– 1o - IgM

– 2o - IgG, IgA or IgE

1o Ag 2o Ag

D a y s A f t e r I m m u n i z a t i o n

A b

T i

t e r

IgG

IgM

REPONSES B PRIMAIRES ET SECONDAIRES AUX Ag TD: ASPECTS QUALITATIFS

• affinité

– 1o - faible

– 2o - forte

REPONSE PRIMAIRE AUX Ag TD

1o Ag

IgM

plasma cells

- expansion clonale et différenciation (IgM)

plasmacells

IgG

- commutation isotypique

memorycells

- production de LB à mémoire

Memory Pool

Virgin B cell

REPONSE SECONDAIRE AUX Ag TD

IgG Memory

Cells

IgG PC

IgG

PC

IgG Memory

Cells

-expansion et différenciationmassive des LB à mémoire

IgM

-expansion et différenciation modeste des LB naïfs

LES DEUX VOIES DE DIFFÉRENCIATION B EN RÉPONSE A UN Ag TD

CPA

LTH

LB

indépendante ducentre germinatif

dépendante ducentre germinatif

Igs non mutéesaffinité faible

Igs mutéesaffinité forte

PC

LB à mémoire

PC

coupleseffecteurs/ligands

impliqués

CD40/CD154

B7/CD28

CMH-peptide/TCR

1o Ag

D a y s A f t e r I m m u n i z a t i o n

A f

f I n

I t y 2o Ag

IgG AbIgM Ab

REPONSES B PRIMAIRES ET SECONDAIRES AUX Ag TD: LA MATURATION D’AFFINITE

LA MATURATION D ’AFFINITÉ DES AcS PARINTRODUCTION DE MUTATIONS PONCTUELLES

(HYPERMUTATIONS SOMATIQUES)

V15 ’7

J2 J3 Jn 3 ’µ δ γ3 γ1 b a ε α

γ2

V2ADN

réarrangé

séquence germinaleavant immunisation

jour 7 immunisationprimaire

jour 14

immunisationsecondaire

immunisationtertiaire

Ac

Ag

affinité-

+

CAPTURE DE L’ANTIGENEPAR LES LYMPHOCYTES B

B

ZM/SCS

follicule

B

B

B

BFDC

macroB

BB BBB

B

Ag particulaireB

BCR C’-R

B

non-Ag spé.

Ag spé.

réponse TD

DC

DC

TZone T

B

Ag chargéen périphérie

T

macro BZM

B

GglionsSCS

FDC

rate

follicule

B

Ag capturé- sur les macros (gglions)

-sur les LB ZM ou FDC (rate)

LA MATURATION D ’AFFINITÉ DE LA RÉPONSEANTICORPS DANS LES CENTRES GERMINATIFS

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Bcl-2 DRC1 IgD

Apoptose FDC lymphocytes B naïfs

CD45 RO(X5)

CD45 R0(X10)

IgD/Ki67

lymphocytes T prolifération

MARQUAGES IMMUNOHISTOLOGIQUES SUR COUPES D ’AMYGDALE S

GÉNÉRALITÉS SUR LES CENTRES GERMINATIFS

I. Le CG et le siège de deux processus cruciaux pou r la réponse immune humorale:1. la maturation d ’affinité des Acs, 2. la génèse de s LB à mémoire.

La plupart des mutations aboutissant à la disparitio n des CG s ’accompagnent d ’un déficit de différenciation des LB à mémoire et de production d ’Acs mutésde forte affinité.

Mais:1. il existe au moins 2 situations où les gènes V H et VL des LB sont hypermutésen l ’absence de formation des CG: a) les patients h yper IgM déficients pour l ’expression du CD40L, b)les souris KO pour Lt αααα....

2. il existe des LB présentant les caractéristiques fonctionnelles des LB à mémoire chez les souris KO pour le répresseur de tr anscription bcl-6 ne formant pas de CG

II. Le CG abrite plusieurs lignages cellulaires :

1. des cellules hématopoïétiques: LB, LT CD4+, DC e t macrophages2. des cellules non-hématopoïétiques : les cellules dendritiques folliculaires (FDC)

PHASES DE LA RÉACTION FOLLICULAIRE

FOLLICULE SECONDAIRE

(phase III: 21 j. à plusieurs mois après

immunisation)

FOLLICULE SECONDAIRE

(phase II: 4 à 21 j. après immunisation)

manteau folliculaire(LB naïfs)

FOLLICULE SECONDAIRE

(phase I: 1 à 4 j. après immunisation)

centregerminatif

blastes Bissus de la réaction

extra-folliculaire

zone sombre

zone claire

FOLLICULE PRIMAIRE

LB naïfs etFDC

réseau de FDCrésiduel

B

DIVERSIFICATION ET SÉLECTION DU REPERTOIRE B DANS LES CENTRES GERMINATIFS

expansion clonale

hypermutation desgènes V H et VL

faibleaffinité

CFD

différenciation PCLBM

sélection

forteaffinité

CFDT

signal 1BCR

CD40

Ag

CFD

CD40Lsignal 2

- présentation de l ’Ag aux LT dans un contexte MHC-restreint- réception d ’un 2nd signal de survie via CD40

CD40

CD40

FDC

CD40L

T

2

2. Mutant de faible affinité: affinité du BCR< ou = celle des Acs des CI

FDCCD40

- signalisation faible ou absente via le BCR- pas de signal de survie

exécution du programme apoptotique

- déplacement des Acs du complexe- pontage du BCR par l ’Ag- réception d ’un 1er signal de survie via le BCR- capture et apprêtement de l’Ag

F DC

CD40

1

FDC

1. Mutant de forte affinité: affinité du BCR> celle des Acs des CI

MECANISME MOLÉCULAIRE DE LA SÉLECTIONDES LB DANS LES CG (I)

PR

AC FOT

FO ZM

LB

LT

LB à mémoireplasmocyte

DC

LB apoptotique

FDC

LB muté

CG

LES CELLULES B À MÉMOIRE

CRITÉRES DE DÉFINITION DES LB A MÉMOIRE

2. FONCTIONNELS: - capacité à générer une réponse Ac accélérée et de f orte amplitude(susceptible de conférer une protection) après une injection de rappel-cellule ayant proliféré à l’Ag et persistant à l’éta t quiescent dans les tissus lymphoïdes

3. MOLÉCULAIRES: gènes V H et VL mutés

1. PHÉNOTYPIQUES: perte d ’expression des IgD

CRITÉRES MOLÉCULAIRES DE DÉFINITION DES LB A MÉMOIR E

1. amplification de la région gènique VDJ2. clonage des produits de PCR3. séquençage4. confrontation avec les banques de données contenant des séquences germinales

1. Fréquence et distribution des mutations somatiqu es

CDR1 CDR2 CDR3

FR1 FR2 FR3 FR4

VH NDHN JH gène

protéine**** *** ***** **

fréquence de mutations dans CDR>FR:indice d ’une sélection par l ’antigène

ex: LB à mémoire

2. Rapport mutations remplaçantes/mutations silenci euses

CDR1 CDR2 CDR3

FR1 FR2 FR3 FR4

VH NDHN JH gène

protéine**** *** ***** ***

fréquence de mutations dans CDR<FR:pas de sélection par l ’antigène

ex: LB du CG

****

R: codon modifié avec changement d ’AAS: codon modifié sans changement d ’AA

R/S >1= empreinte d ’une sélection antigènique

LB à mémoire:1. gènes V H/VL mutés2. mutations préférentiellement localisées dans les CDR3. R/S >1

IgD

CD

27CD27+

CD27-

mutées

nonmutées

M+D+ 60%

M+D- 10%

M+D+ 15%

M-D+ < 1%

M-D- (G+/A+) 15%

1. Tous les LB CD27+ sont mutés2. Il existe des LB mutés non switchés M+D+3. mutations somatiques et commutation isotypique dissociées

Le compartiment B à mémoire est hétérogène:- fonctions biologiques différentes?- induites en réponse à des Ag distincts?

LB àmémoire

LES MUTATIONS SOMATIQUES COMME INSTRUMENT DE DIVERSIFICATION DU REPERTOIRE POST-IMMUN ET PRE-IMMUN

diversification:mutations somatiques

IgG+/IgA+ IgM+/IgD- IgM-/IgD+

progéniteur B

LB FO mature

24% 2%37%

diversification:réarrangements V(D)J

Ag TD

progéniteur B

LB MZ mature

diversification:mutations somatiques

IgM+/IgD+

37%

LB àmémoire?

Ag TI

CRITÉRES DE DÉFINITION DES LB A MÉMOIRE

2. FONCTIONNELS: capacité à générer une réponse Ac accélérée et de fo rte amplitude(susceptible de conférer une protection) après une injection de rappel

nécessite l ’isolement et le transfert adoptif de so us-populations B

3. MOLÉCULAIRES: gènes V H et VL mutés

le processus de mutations somatiques peut être util isé pour la diversification du répertoire B préimmun des LB de la ZM chezl’Homme

CD27 est aussi exprimé sur les LB naïfs de la ZM che z l’Homme

1. PHÉNOTYPIQUES:

a) perte d ’expression des IgD et expression du marque ur CD27b) perte d’expression d’un transporteur ABCB1/efflux de drogues hor s de la cellule

pas applicable chez la souris

PROPRIETES FONCTIONNELLESDES LYMPHOCYTES B A MEMOIRE

IgG hybride M/GIgM

VL

VH

-synthèse d ’Igs-apoptose-prolifération-effectif des PC

mêmes VJ et VDJ codant pour un BCR anti-HEL de forte affinité

portions intracytoplasmiques différentes

receveur

LB-HEL-M

1.

LB-HEL-M/G

receveur

3.

receveur

LB-HEL-G

2.

HEL

receveur

LB-HEL-M1.

LB-HEL-M/G

receveur

3.

receveur

LB-HEL-G

2.

la portion cytoplasmique des IgG confère une plus gr ande capacité d ’expansion aux LB. Elle agirait en limitant l ’apop tose cellulaire

au cours des divisions succcessives

Ac sériquesanti-HEL

+

++++

++++

ASCanti-HEL

+

++++

++++

nombresde LB anti-HEL

+

++++

++++

LA PORTION CYTOPLASMIQUE DES IgG EST RESPONSABLED ’UNE PARTIE DES CARACTÉRISTIQUES FONCTIONNELLES

DES LB A MÉMOIRE

LES CELLULES B EFFECTRICES

CD20

CD

38

1.5%

LB naïfset à mémoire

LB du CG

PC LB PC

CARACTÉRISTIQUES PHÉNOTYPIQUES ET MORPHOLOGIQUESDES CELLULES PLASMOCYTAIRES

65%

CD27

35%

CD138

5%

HLA-DQ κκκκ

52%52%

Ig kappa

Ig lambda

2%

CD79a

2%

CD79b

1%

PC with Russel bodies

PC Mott Cell

LA DIFFÉRENCIATION PLASMOCYTAIRE

LBactivé

IL-2IL-10

plasmoblaste

engagement« commitment » des LBactivés dans la voie de

différenciationplasmocytaire

plasmoblaste

plasmoblaste

plasmoblaste

plasmoblaste

IL-6

prolifération etsurvie des

plasmoblastes

PCimmature

PCmature

CD20+CD38-

CD138-CD45+++

CD20-CD38+CD138-CD45++

CD20-CD38++CD138+CD45+

CD20-CD38+++CD138+CD45+/-

? ?

Blimp-1XBP-1IRF4

PAX 5

Autres facteurs potentiellement impliqués:1. Le couple OX40/OX40L : le blocage de cette inter action inhibe la diff. plasmo dans les foyers extra folliculaires2. Le couple CD27/CD70: des Tf CD70 potentialisent la différenciation plasmocytaire in vitro3. Les TLR-L

MOELLE OSSEUSE

Stroma médullaire

TISSUS LYMPHOÏDES SECONDAIRES

Réactionextra

folliculaire

LB vierge

LB à mémoire

PC de forte affinité

PC de faible affinité

Réactiondu centre germinatif

- Expansion clonale-Maturation d ’affinité de la réponse Ac

PC à mémoire

Ag T-dépendant

PC

Ag T-indépendant

PC à courte durée de vie PC à longue durée de vie

Développement des LB lors de la réponse immunitaire

LES PC À LONGUE DURÉE DE VIE (I)

Slifka et Ahmed (Immunity, 8: 363, 1998)

LCMV

immunisation1. Le modèle expérimental

LBM: sécrétion d ’Acs après réexposition à l ’Ag in v itro

PC: sécrétion spontanée d ’Acs sans réexposition à l ’Ag

spots colorés

* * **

ELISPOT

adsorption de l’Agsur une membranede nitrocellulose

addition descellules

éliminationdes cellules

addition d ’unsystème de révélation

numération des « spots » colorésestimation de la fréquence

des cellules sécrétrices

1. MBC PC ?

2. PC ?PC

2. Résultats expérimentaux (I)

le taux d ’Acs sériques après immunisation LCMV reste stable au-delà de 300 joursalors que la 1/2 vie des Acs sériques est de 20 jou rs

jours50 100 150 300

Ac

sériq

ues

Il existe un mécanisme assurant le maintien à long terme du taux d ’Acs sériques

effe

ctif

des

PC

moelle

rate

jours50 100 150 300

après immunisation, les PC apparaissentsuccessivement dans la rate puis dans la moelle.Leur effectif se maintient à long terme

dans la moelle

jours50 100 150 300

rate

moelleef

fect

if de

s LB

M

L ’immunisation génère des LBM.Au contraire des PC , les LBM persistentdans la rate et pas dans la moelle

Comment se maintient l ’effectifdes PC médullaires?

2. Résultats expérimentaux (II)

LCMV600rads: LBM sensibles, PC résistants

taux d ’Acs sériques

effectifs des LBM et des PC

receveur nonimmunisé

transfert adoptifde cellules de moelle taux d ’Acs sériques

effectifs des LBM et des PC

moelle rate

PC LBM PC LBM

non irradiées

irradiées

240 jours après irradiation

effe

ctif

des

LBM

et P

C

jours après irradiation

50 100 150 300

ctrl

irradiées

taux

d’A

cs s

ériq

ues

L ’effectif des PC médullaires n ’estpas renouvellé par des apports du compartimentdes LBM.

Les deux composantes cellulaires de la mémoire B aux Ag TD

Expression du BCR

Localisation

Production d’Acs Protecteurs

Fonction

Expression desmolécules de classe II

LB à mémoireconventionnels

+

Tissus lymphoïdessecondaires

Induite par l’antigène

Protection après réinfection

+

PC à mémoire

-

Moelle osseuse

Constitutive

Prévention de la réinfection

+/- (DR+

DQ-)

Les capacités de présentation antigènique et de réactivation par l ’Ag sont réduites chez les PC à mémoire

LA PERSISTANCE DE LA MÉMOIRE B

L’ÉVOLUTION DES CONCEPTS SUR LA PERSISTANCE DE LA M ÉMOIRE B

transfert de LB à mémoire chez des receveurs naïfs, en présence ou en l’absence de l’Ag:pas de survie à long terme des LBM si l’Ag n’est pas co-transféré

1. La longévité de la mémoire B est conditionnée par la persistance de l’AgGray D. 1988.

2. La longévité de la mémoire B n’est pas conditionnée par la persistance de l’AgRajewsky K. 2000.

3. La longévité de la mémoire B est conditionnée par des signaux non-spécifiquesd’Ag (cytokines, agents microbiens) Lanzavecchia A. 2003.

4. La longévité de la mémoire B est en partieconditionnée par la persistance de l’Ag,Weill JC & Reynaud CA. 2009.

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AID-Cre-ERT2X

Rosa26-loxP-EYFP

SRBC.1 SRBC.2

J0 J30

J7 J12 J31

tamoxyfène

J200

stopx x

stopx x

EYFP

EYFP

loxP loxPCre ERT2 AID

Cre ERT2 AIDx

AID AID

Cre ERT2 AID

stopx x EYFP

AID AID

Cre ERT2 AID

EYFP+ tamoxifene

Tamoxifen-dependent induction of EYFP expression 4 days after a secondary immunization with SRBC

20%10%

PNA

B220

EYFPB220

Total spleenTamoxifen+ -

EYFPEYFP

EYFP

B220

Analysis 2 months after secondary SRBC challenge

Four EYFP+ « memory » B cell subpopulations

GL7

PNA

13%

25%

75%

87%

IgM

IgG1

20%

60%

IgG1+GL7-

IgG1+GL7+

IgM+GL7-

IgM+GL7+

4 sous-populations LB mémoire(EYFP+)

M-G1+M-G1+PNA-

M-G1+PNA+

M+G1-M+G1-PNA+

M+G1-PNA-(60%)

(20%)

B220PNAEYFP

Day 4 60 120 180

EYFP+PNA+ B cells are associatedwith persistent germinal center-like structures (up to 8 months)

Il persiste après immunisation des structures de type CG contenant des LTet des FDCs dans lesquelles sont localisés une partie des LB à mémoire

Day 30 Day 120

Mice immunized with NP-CGG display EYFP+ memory B cellsin the red pulp at 4 months

but not PNAhigh B cells whithin germinal center structures

B220PNAEYFP

0 2h day 8

transfer boost

Analysis by immunohistochemistry, flow cytometry,anti-SRBC elispot assay

Recall response after cell transfer in SRBC-preimmunized mice:

10,000 EYFP+ memory B cells taken from mice6 months after SRBC immunization

IgG

GL7

IgG

1

Transfer of

IgM PNAhigh

or PNAlow

IgM

IgG

1

30%90%

2 - 5%

8 days after transfer + boost

Transfer of IgM+PNAhigh or PNAlow EYFP+ B cells at 6 months gives rise after a boost to IgM and IgG1 PNAhigh B cells

GL7

60%

B22

0

EYFP+ gated

M+G1- (PNA+ ou -)

SRBC

M+PNA+

G1+PNA+LB du CG

B220PNAEYFP

Transfer of IgM+ PNAhigh or PNAlow EYFP+ B cells at 6 months gives rise after a boost to germinal center B cells

germinal centerEYFP+ cells

Total IgG

Transfer ofIgG+PNAlow

Elispot onB220-EYFP+ cells

Transfer of IgG+ PNAlow memory B cells at 6 months gives rise after a boost to plasma cells (anti-SRBC)

and not to germinal center B cells

GL7

IgG

90%

anti-SRBC IgG

PNAB

220

EYFP+ gated

M-G1+ (PNA+ ou -)

SRBC

LB B220-/PNA- = plasma cells

1) GC like structures containing centroblasts and FDCs can persistfor a long time after immunization with a particulate antigen(SRBC)

but not with a soluble protein + adjuvant (NP-CGG)

2) B cell memory against SRBC is composed of two long-lived populations:an « antigen-dependent subset » of centroblasts

and an « antigen-independent » subset of memory B cellsBoth subsets are composed of an IgM and an IgG component

3) Upon a boost: the IgG subset has immediate effector functions and does not self maintain :

« effector function » the IgM subset resplenishes the memory pool and produces effector B cells in

prevision of a next encounter with the antigen : « central function »

CONCLUSIONS

particulateTD Ag

M+memory B

G+memory B

M+/PNA+

M+/PNA-

G+/PNA-

G+/PNA+

Ag boost

Ag boost

GC B cells

plasma cells

Ag-dependent?

Ag-independent?

non-particulateTD Ag

effectorarm

replenishment

LA RÉPONSE AUX Ag THYMO-INDÉPENDANTS

Protéines

Ag TD(divalent)

Ag TI-2(multivalent)

Ag TI-1

Polysaccharides bactériensPathogen AssociatedMolecular Patterns

TLR

Reconnaissance par le récepteurd’antigène (BCR)

Reconnaissance par un récepteur

distinct du BCR

Immunité adaptative Immunité innée

LBfolliculaires

Ex: LPS

?

Follicule

LB1(CD5+)

LB ZM

Péritoine et rate

Zonemarginale

Kinetics of Ab Response toT-independent Ags

• IgM antibody

• No secondary response

1o Ag 2o Ag

D a y s A f t e r I m m u n i z a t i o n

A b

T i

t e r

IgM Ab

� pas de présentation via molécules du CMH

Généralités sur les PS bactériens

� Induisent une réponse Ac protectrice

� N’induisent pas de réponse Ac «secondaire» accélérée et amplifiée

� N’induisent pas de «mémoire immunologique B»

Acidelipotéichoïque,peptidoglycane

Ag TD

Ag TI

Capsule

Paroi

MP

PspA

Polysaccharidecapsulaire

(BCR)

(BCR)

PAMPs (TLR)

� Ag thymo-indépendants

TD Ag TI Ag

B T

APC

B APC

CD40 CD40L TACIBR3

BAFFAPRIL

Signal 1: BCRSignal 2: T cellsSignal 3: TLR

1 1

2

2

TLR

Bacteria

3

Signal 1: BCRSignal 2: APC

LES PARTENAIRES CELLULAIRES ET MOLÉCULAIRES DES LB LORS DELA RÉPONSE A UN Ag TI

COMMUTATIONISOTYPIQUE

DIFFÉRENCIATIONPLASMOCYTAIRE

MATURATION D ’AFFINITÉ

GÉNÈSE DES LBM

LB1MZB

DC

BAFF-R/BAFF

•LTH

•LB

•CD40/CD154

LB1MZB

Ag TI

LB2

Ag TD

COMMUTATIONISOTYPIQUE

DIFFÉRENCIATIONPLASMOCYTAIRE

LBM atypiques?

LE PARADOXE IMMUNOLOGIQUE DE LA REPONSE B AUX PS BACTERIENS

les PS bactériens n’induisent ni réponse Ac « secondaire » accélérée et amplifiée ni « mémoire immunologique B »

les vaccins polysaccharidiques purs sont protecteurs

mémoire B non conventionnelleen réponse aux Ag TI?

Les cellules B-1b sont le support de la mémoire B aux Ag TI

les LB-1b confèrent la protection après immunisatio n par la bactérie B. hermsii

les LB-1b confèrent la protection après immunisatio n par le PS3 de S. pneumoniae

LES COMPOSANTES CELLULAIRES DE LA MÉMOIRE B

- lymphocytes B à mémoire « conventionnels »

- plasmocytes à mémoire

- lymphocytes B à mémoire « atypiques »

Ag TDLB-2

Ag TILB-1b

LE SECOND PARADOXE DE LA REPONSE B AUX Ag TI

les Ag TI (PS bactériens) induisent la production de LB-1b « à mémoire »

une immunisation secondaireavec un Ag TI n’induit

pas de réponse Ac amplifiéeet/ou accélérée

par quel mécanisme les Ag TIpeuvent-ils conférer une protection?

0 5 7 14 28 30 31 33 350

5

10

15

20

25

30

PS3PBS

PS3Primaire

PS3Secondaire

Temps (j)

PS3 DOES NOT GENERATE AN AMPLIFIED SECONDARY RESPONSEIN IMMUNOCOMPETENT MICE

PS31ary

PS32ary

Time (days)

anti-

PS

3 Ig

M(µ

g/m

l)

TITITITITDTDTDTD

Memory B cells

PCB

Long-lived plasma cells

????

Memory B1b cells

B1b

?

TITITITITDTDTDTD

Memory B cells

B PC

Long-lived plasma cells Memory B1b cells

B1b PC

Long lived plasma cells

What are the mechanisms accounting for protection?

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are needed to see this picture.

IgM Serum

0 5 13 30 60 90 120 150 1800

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500PS3PBS

PS3+CpG1668PS3TT

5000

10000

Time (d)

IgG Serum

0 5 13 30 60 90 120 150 1800

500

1000

1500

2000

3000

9000

15000

Time (d)

IMMUNIZATION WITH A PLAIN OR ADJUVANTED PS3 VACCINE GENERATES SERIC PS3 Ab THAT PERSIST 180 DAYS AFTER IMMUNIZATIO N.

IMMUNIZATION WITH A PLAIN OR ADJUVANTED PS3 VACCINE INDUCESA PERSISTENT POOL OF PLASMA CELLS IN THE BM

PS3+CpG1668

PS3TT

PS3PBS

IgM Bone Marrow

0 5 13 30 60 90 120 150 1800

10

20

30

5075

100

Time (d)

IgG Bone Marrow

0 5 13 30 60 90 120 150 1800

25

50

75

100

Time (d)

B1b

B1b

PC

Long-lived plasma cells

Extended survival

PC

Short-lived plasma cells

Renewal

750 Rads

Control

ImmunizationPS3+CpG1668

20 d

B cell numbers in peritoneal washings(Flow cytometry)

Frequency of BM plasma cells(ELISPOT)

d30 90600

d30 90600

IMMUNIZATION WITH AN ADJUVANTED PS3 VACCINE INDUCESLONG-LIVED BM PLASMA CELLS (1)

Frequency of PS3-specific B cells(ELISPOT)

30 60 90 1800.0

0.5

1.0

1.5

2.0B1a controlB1a irradiated

B1b controlB1b irradiated

Time after irradiation (d)

IgM ASCs

0 30 60 90 1800

25

50

75controlirradiated

Time after irradiation (d)

0

50

100

150

200

250

300

control irradiated

PS3Mediumd180

PS3+

CpGPS3-TT

WT

d40

BM

µMT

anti-PS3IgM titers

d30 d45 d60

15 30 45 60 75 900

20

40

60

80PS3+CpG

PS3TTPS3+CpG CD138 depleted

PS3TT CD138 depleted

Time after transfert (d)

IMMUNIZATION WITH AN ADJUVANTED PS3 VACCINE INDUCESLONG-LIVED BM PLASMA CELLS (2)

ROLE OF PS3-SPECIFIC LONG-LIVED BM PLASMA CELLS IN PROTECTION AGAINST S. PNEUMONIAE INFECTION

immunizationPS3

or PS3/CpG

45 days

750 Rads

Control15 days

ChallengeS. Pneumoniae

15 days

ChallengeS. Pneumoniae

SURVIVAL

LONG-LIVED BM PLASMA CELLS ARE RESPONSIBLE FORTHE IMMUNE PROTECTION CONFERRED BY A PS3 VACCINE

106 cfu

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

20

40

60

80

100

PS3 0 radPS3 750 rad

PS3+CpG1668 0 radPS3+CpG1668 750 rad

Time (d)

107 cfu

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

20

40

60

80

100

Time (d)

TLR-L can restore responsiveness of young mice to bacterial PS

� Young mice are unresponsive to TI Ag

Paradigms on the B cell response to TI Ag have to be reconsidered

Primed B-1 cells generate an amplified and accelerated Ab response after transfer in Rag2 recipients. TI Ag can induce a secondary Ab response in AID KO mice.

� TI Ag do not promote bona fide secondary responses

Adoptive transfer of B-1b cells from PS-immune mice protects naive mice

� TI Ag do not generate B cell memory

High numbers of PS3-specific PC can be detected in the bone marrow of mice immunized with PS3 and TLR-L

� TI Ag do not generate long-lived plasma cells