Étude du dysfonctionnement du compartiment des cellules B chez des patients à différents stades d’infection par le virus d’immunodéficience humaine (VIH)

Les anomalies phénotypiques et fonctionnelles des lymphocytes B (LB) sont typiques d'une infection au VIH et se traduisent principalement par une activation polyclonale, une perte de la mémoire immunitaire ainsi qu'une réponse humorale déficiente et des phénomènes auto-immunitaires souvent précurseurs de lymphomes B. Ces anomalies se retrouvent principalement chez les patients lors de la phase chronique de la maladie et semblent être reliées en partie au niveau de la charge virale ainsi qu'à un compartiment de lymphocytes T CD4+ altéré. Cependant, quoique controversé, des éléments d’activation polyclonale ont également été observés chez les non-progresseurs à long terme (LTNPs) qui présentent une charge virale faible et un compartiment T CD4+ semblable aux individus séronégatifs. Ainsi, les objectifs principaux de cette étude sont 1) d’établir une chronologie des anomalies du compartiment des cellules B chez des individus infectés par le VIH qui ont une progression différente de la maladie (PHI normaux, rapides, sains et LTNP). 2) corréler les niveaux sériques du stimulateur de lymphocytes B (BLyS), un facteur de croissance des cellules B, avec les phénotypes observés chez ces mêmes patients. L’hyperglobulinémie, les niveaux sériques de BLyS et d’auto-anticorps ont été mesuré longitudinalement chez une cohorte d’individus en primo-infection (PHI) avec des progressions différentes de la maladie (rapides et normaux), LTNP et sujets sains. Nos résultats démontrent que l’activation polyclonale des LB survient indépendamment de la vitesse de progression et persiste chez les LTNP ou malgré une thérapie antirétrovirale efficace chez les progresseurs rapides. Des niveaux élevés de BLyS dans le sérum des progresseurs rapides corrèlent avec des fréquences altérées de monocytes et cellules dendritiques, suggérant un rôle de celles-ci dans l’atteinte du compartiment des cellules B.

Association entre les dérégulations des cellules dendritiques et les altérations des lymphocytes B présentes chez les patients infectés par le VIH

La dérégulation du compartiment B est une conséquence importante de l’infection par le virus de l’immunodéficience humaine (VIH), qui peut mener à des manifestations autoimmunes et ultimement à des lymphomes B. Parmi les premières anomalies détectées, on dénote l’activation polyclonale, reflétée par la présence d’hyperglobulinémie (hyper-Ig) et des titres élevés d’autoanticorps chez les patients. On observe également une altération des dynamiques des populations, notamment une expansion de la population des cellules matures activées. De plus, les patients évoluent vers l’incapacité de générer une réponse humorale efficace, et sont sujets à une perte de la mémoire immunologique en phase chronique, caractérisée par une diminution de la population des cellules mémoires et par l’épuisement cellulaire. Toutefois, on connaît très peu les mécanismes impliqués dans de telles altérations. Les cellules dendritiques (DC) sont parmi les premières populations cellulaires à rencontrer et à propager le VIH lors d’une infection, et s’en trouvent affectées directement et indirectement, par le virus et ses composantes. On retrouve en effet une diminution des fréquences de DC dans le sang, les muqueuses et les organes lymphoïdes de patients infectés par le VIH, ainsi qu’un blocage au niveau de la maturation cellulaire. Toutefois, un débat perdure quant à l’apparition de ces altérations durant la phase aigüe de l’infection, et à la restauration des fréquences et des fonctions des DC chez les patients sous traitement. Cette controverse est due à la rareté des études longitudinales incluant des suivis qui s’échelonnent de la phase aigüe à la phase chronique de l’infection. Les DC jouent un rôle important dans le développement, la survie et l’activation des lymphocytes B, de façon T-dépendante et T-indépendante, notamment via des facteurs de croissance tel que BLyS (B lymphocyte stimulator). Par conséquent, nous formulons l’hypothèse que dans le cadre d’une infection VIH, les altérations observées au niveau des cellules B sont modulées par les DC. L’objectif majeur de cette étude est donc d’évaluer l’implication potentielle des DC dans les altérations des cellules B au cours de l’infection par le VIH. Pour ce faire, nous avons d’abord caractérisé de façon longitudinale le statut des populations de DC du sang périphérique de patients infectés au VIH et présentant différents types de progression de la maladie. Cela nous a permis d’évaluer la présence d’une corrélation entre les dynamiques de DC et le type de progression. Par la suite, nous avons évalué la capacité des DC à exprimer BLyS, puis mesuré sa concentration ainsi que celles d’autres facteurs de croissance des cellules B dans le plasma des patients. Enfin, nous avons caractérisé le statut des lymphocytes B, en fonction du stade de l’infection et du taux de progression clinique des patients. Cette étude démontre une diminution de la fréquence des populations de DC myéloïdes (mDC) dans le sang de patients infectés par le VIH sujets à une progression clinique. Cette diminution est observée dès le stade aigu de l’infection et au-delà du traitement antirétroviral (ART). Des concentrations élevées de MCP-1 (monocyte chemotactic protein), MIP (macrophage inflammatory protein) -3α et MIP-3β suggèrent la possibilité d’un drainage vers des sites périphériques. Nous observons également des niveaux supérieurs à la normale de précurseurs CD11c+CD14+CD16- en phase chronique, possiblement liés à une tendence de régénération des DC. Les patients en phase chronique présentent de hautes concentrations plasmatiques de BLyS, reflétée par un haut taux d’expression de cette cytokine par les mDC et leurs précurseurs. Parallèlement, nous observons une expansion des cellules B matures activées ainsi que des taux élevés d’IgG et IgA dans le sang de ces patients. De plus, nous constatons l’expansion d’une population de cellules B qui présente à la fois des caractéristiques de cellules B immatures transitionnelles (TI, transitional immature), et de cellules B recirculantes activées de la zone marginale (MZ, marginal zone), considérées ici comme des «précurseurs/activées de la MZ». Cette étude démontre aussi, chez les progresseurs lents, une meilleure préservation du compartiment des DC du sang périphérique, accompagnée d’une augmentation de précurseurs des DC de phénotype CD11c+CD14+CD16+, ainsi que des concentrations plasmatiques et niveaux d’expression normaux de BLyS. Conséquemment, nous n’avons pas observé d’augmentation des cellules B matures activées et des cellules B précurseurs/activées de la MZ. Toutefois, la fréquence des cellules B matures de la MZ est diminuée, reflétant possiblement leur recrutement vers des sites périphériques et leur contribution à un mécanisme actif de contrôle de la progression de la maladie. L’ensemble de ce travail suggère que dans le cadre d’une infection au VIH, les altérations observées au niveau des DC modulent les anomalies des cellules B. Par conséquent, le maintien de l’équilibre des fonctions DC, notamment les fonctions noninflammatoires, pourrait avoir un impact important dans la prévention de la progression de maladies associées aux altérations du compartiment des cellules B.

Role of Yersinia pseudotuberculosis outer proteins (Yops) in murine humoral immune response

The infection of mice with the wild-type (WT) strain of Y. pseudotuberculosis did not induce polyclonal activation of B lymphocytes. Suppression in the production of certain isotypes of Ig was observed, provoked mainly by YopH, YopJ and YpkA. The WT strain induced a progressive increase in the serum-specific IgG, which peaked after 4 weeks after infection, IgM being produced only after 1 week. Autoantibodies against phosphorylcholine, myelin, thyroglobulin and cardiolipin could be detected in the serum of mice infected with the WT strain. The infection of mice provoked suppression in the production of immunoglobulins by splenic B cells and that YopH, YopJ and YpkA must be involved here.

Propolis: lymphocyte proliferation and IFN-gamma production

We evaluated propolis influence on polyclonal activation of lymphocytes by concanavalin A (Con A). The in vitro experiments showed that propolis decreases splenocyte proliferation both in the absence or presence of Con A. The supression in mitogen-induced splenocyte proliferation also occurred when mice were treated intraperitoneally with propolis for 3 days. An increased of IFN-gamma production in the culture supernatants of the same cells was, observed. A dual action of propolis on lymphocyte activation was proposed: it decreases splenocyte proliferation in the presence or absence of Con A and stimulates IFN-gamma production by spleen cells. These results are important to understand the immunomodulatory action of propolis on the host's specific and non-specific immunity. (C) 2003 Elsevier B.V. Ireland Ltd. All rights reserved.

Absence of cross-reactivity to myeloperoxidase of anti-thyroid microsomal antibodies in patients with autoimmune thyroid diseases

Background: Thyroperoxidase is the major antigen of the thyroid microsomal antibodies (TMA) detected in autoimmune thyroid diseases. Its amino acid sequence has 44% homology with myeloperoxidase (MPO), an enzyme present in the primary granules of neutrophils and one of the major antineutrophil cytoplasmic antibodies (ANCA) antigens. The objective of the present study was to investigate the presence of cross-reactivity to MPO of TMA. Methods: We studied sera from 51 patients with autoimmune thyroid diseases, all of them TMA-positive. The presence of ANCA was investigated by indirect immunofluorescence and by capture enzyme-linked immunosorbent assay. Results: ANCA were positive in 3.9% of the TMA-positive sera and none of them reacted with MPO. In contrast, the ANCA-positive sera revealed antielastase activity. None of the ANCA-positive cases presented clinical signs of vasculitis. However, these 2 patients had been on prolonged treatment with propylthiouracil. Conclusions: We conclude that there is no cross-reactivity to MPO of TMA in patients with autoimmune thyroid diseases, possibly because of difference in the spatial configuration of the immunodominant region. The presence of ANCA in patients with autoimmune thyroid diseases without evidence of vasculitis might result from propylthiouracil-induced polyclonal activation.

Kinetics of B cell response during Yersinia enterocolitica infection in resistant and susceptible strains of mice

In this study we analyze the B-cell response in murine yersiniosis. To this end, we determined whether polyclonal activation of B-lymphocytes occurs during infection of susceptible (BALB/c) and resistant (C57BL/6) mice with Y. enterocolitica 0:8 and compared the immunoglobulin (Ig) isotypes produced in response to the infection by the two strains. The number of splenic cells secreting nonspecific and specific immunoglobulins was determined by ELISPOT. The presence of anti-Yersinia antibodies in serum was detected by ELISA. In both strains, the number of specific Ig-secreting cells was relatively low. Polyclonal B-cell activation was observed in both strains of mice, and the greatest activation was observed in the BALB/c mice, mainly for lgG(1)- and IgG(3)- secreting cells. The C57BL/6 mice showed a predominance of IgG(2a)-secreting cells. The peak production of anti-Yersinia IgG antibodies in the sera of BALB/c mice was seen on the 28th day after infection. The greatest increase in IgM occurred on the 14th day. A progressive increase of specific IgG antibodies was observed in C57BL/6 mice up to the 28th day after infection while IgM increased on the 21st day after infection. The production of specific IgA antibodies was not detected in either BALB/c or C57BL/6 mice. We conclude that polyclonal. activation of B lymphocytes occurs in both the Yersinia resistant and Yersinia-susceptible mice and that the more intense activation of B lymphocytes observed in the susceptible BALB/c mice does not enhance their resistance to Y. enterocolitica infection.

Serology of paracoccidioidomycosis. II. Correlation between class-specific antibodies and clinical forms of the disease

Untreated and previously treated patients with paracoccidioidomycosis were studied for: (i) serum levels of total IgG, IgM and IgA immunoglobulins, by radial immunodiffusion and Paracoccidioides brasiliensis (Pb) antibodies, by indirect immunofluorescence; (ii) correlation between their levels with the clinical forms of the disease; (iii) correlation between the serum titres obtained by tube precipitin with those of anti-Pb IgG, IgM and IgA. In the untreated group, serum IgG levels were significantly increased in patients with the more systemic forms of the disease, especially the acute progressive form. Serum IgA levels were significantly increased in all patients with no statistical difference between clinical forms. Serum IgM levels were normal in all patients. Anti-Pb IgG, IgA and IgM were detected in 97·5%, 32·5% and 45·0% of all cases, respectively. There was a sharp tendency towards higher levels of anti-Pb IgG among those with the acute progressive form (83·4%) in relation to the chronic, more localized forms, mixed form (68·0%) and isolated organic form (55·5%). In the untreated and previously treated group sera, there was positive correlation between the level of anti-Pb IgG and positivity for the tube precipitin test, suggesting that the precipitin-type antibodies are of the IgG class. Broadly, the present data demonstrate a polyclonal activation of the humoral immune system in paracoccidioidomycosis, with a positive relationship between serological results and severity of the disease. © 1984.

Papel das proteínas Yops de Yersinia pseudotuberculosis na ativação dos linfócitos B

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Caracterização do padrão das citocinas e dos isótipos de imunoglobulinas produzidos na Yersiniose experimental murina

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

The Th2 lymphoproliferation developing in LatY136F mutant mice triggers polyclonal B cell activation and systemic autoimmunity.

Lat(Y136F) knock-in mice harbor a point mutation in Tyr(136) of the linker for activation of T cells and show accumulation of Th2 effector cells and IgG1 and IgE hypergammaglobulinemia. B cell activation is not a direct effect of the mutation on B cells since in the absence of T cells, mutant B cells do not show an activated phenotype. After adoptive transfer of linker for activation of T cell mutant T cells into wild-type, T cell-deficient recipients, recipient B cells become activated. We show in vivo and in vitro that the Lat(Y136F) mutation promotes T cell-dependent B cell activation leading to germinal center, memory, and plasma cell formation even in an MHC class II-independent manner. All the plasma and memory B cell populations found in physiological T cell-dependent B cell responses are found. Characterization of the abundant plasmablasts found in secondary lymphoid organs of Lat(Y136F) mice revealed the presence of a previously uncharacterized CD93-expressing subpopulation, whose presence was confirmed in wild-type mice after immunization. In Lat(Y136F) mice, B cell activation was polyclonal and not Ag-driven because the increase in serum IgG1 and IgE concentrations involved Abs and autoantibodies with different specificities equally. Although the noncomplement-fixing IgG1 and IgE are the only isotypes significantly increased in Lat(Y136F) serum, we observed early-onset systemic autoimmunity with nephritis showing IgE autoantibody deposits and severe proteinuria. These results show that Th2 cells developing in Lat(Y136F) mice can trigger polyclonal B cell activation and thereby lead to systemic autoimmune disease.

T-dependent B cell activation and differentiation in Lat Y136F mice : polyclonal response leading to autoimmune disease

SUMMARY LatY136F knock-in mice harbor a point mutation in tyrosine 136 of the linker for activation of T cells (LAT), and show accumulation of TH2 effector cells leading to IgG1 and IgE hypergammaglobulinemia. The observed polyclonal. B cell activation was not a direct effect of the mutation on B cells since in the absence of T cells mutant B cells did not show an activated phenotype. After adoptive transfer of LAT mutant T cells into wild type (WT) Tcell-deficient recipients, recipient B cells became activated. We show in vivo and in vitro that the LatY136F mutation promotes Tcell-dependent B cell activation leading to germinal center, memory and plasma cell formation even in the absence of MHC class II. This effect was, however, dependant on CD40 and CD80/CD86. All the plasma and memory B cell populations found in physiological T cell-dependent B cell responses were found. Characterization of the abundant plasmablasts observed in. secondary lymphoid organs of LatY136F mice revealed the presence of a previously uncharacterized CD93expressing subpopulation, whose existence was confirmed in WT mice after immunization. In LatY136F mice, B cell activation was polyclonal and not antigen-driven, since the increase in serum IgG1 and IgE concentrations involved antibodies and autoantibodies with different specificities equally. Although the non-complement-fixing IgG1 and IgE were the only isotypes significantly increased in LatY136F serum, we observed early onset of systemic autoimmunity with nephritis showing IgE autoantibody deposits and severe proteinuria. These results show that TH2 cells developing in LatY136F mice can trigger polyclonal B cell activation and thereby lead to systemic autoimmune disease. RESUME Les souris présentent une mutation ponctuelle au niveau de la tyrosine 136 de l'adaptateur requis pour l'activation des cellules T (LAT) et développent, de ce fait, une accumulation de cellules T effectrices de type TH2 ainsi qu'une hypergammaglobulémie des isotypes IgG1 et IgE. Dans ce modèle murin, l'activation des cellules B et la production d'anticorps qui y est associée ne sont pas dues à un effet direct de la mutation. Nous avons mis en évidence que l'interaction physique entre cellules T activées et cellules B est indispensable au développement de ce phenotype. D'un point de vue moléculaire, cette interaction ne requiert pas l'intervention des complexes majeurs d'histocompatibilité de classe II, garant de la spécificité d'une réponse immunitaire. Cependant, les molécules de costimulation CD40 et CD80/CD86 sont indispensables à une réponse complète des cellules B. Les souris LatY136F développent d'importantes populations de cellules B des centres germinatifs, de cellules B mémoires ainsi que de cellules sécrétant des anticorps, qui présentent les mêmes caractéristiques que lors d'une réponse immunitaire à un antigène classique. En observant plus précisément les plasmablastes présents dans les ganglions des souris LatY13sF, nous avons détecté une sous-population exprimant CD93; l'expression de ce marqueur par les cellules B n'a jamais été mise en évidence durant une réponse immunitaire. Cependant, notre étude a permis de confirmer sa présence, dans les ganglions de souris de type sauvage, lors d'immunisation avec différents antigènes. Nous avons montré que l'activation des cellules B des souris LatY136F est polyclonale et n'est pas dirigée par un antigène; les taux d'autoanticorps augmentent de manière proportionnelle à ceux des anticorps totaux. Bien que les IgG1 et les IgE ne soient pas des isotypes connus pour leurs propriétés pathogéniques, nous avons observé le développement d'une autoimmunité systémique caractérisée par une néphrite impliquant des dépôts d'autoanticorps du type IgE ainsi que par une sévère proteinurée.

Dominant Role of CD80-CD86 Over CD40 and ICOSL in the Massive Polyclonal B Cell Activation Mediated by LAT(Y136F) CD4(+) T Cells.

Coordinated interactions between T and B cells are crucial for inducing physiological B cell responses. Mutant mice in which tyrosine 136 of linker for activation of T cell (LAT) is replaced by a phenylalanine (Lat(Y136F)) exhibit a strong CD4(+) T cell proliferation in the absence of intended immunization. The resulting effector T cells produce high amounts of T(H)2 cytokines and are extremely efficient at inducing polyclonal B cell activation. As a consequence, these Lat(Y136F) mutant mice showed massive germinal center formations and hypergammaglobulinemia. Here, we analyzed the involvement of different costimulators and their ligands in such T-B interactions both in vitro and in vivo, using blocking antibodies, knockout mice, and adoptive transfer experiments. Surprisingly, we showed in vitro that although B cell activation required contact with T cells, CD40, and inducible T cell costimulator molecule-ligand (ICOSL) signaling were not necessary for this process. These observations were further confirmed in vivo, where none of these molecules were required for the unfolding of the LAT CD4(+) T cell expansion and the subsequent polyclonal B cell activation, although, the absence of CD40 led to a reduction of the follicular B cell response. These results indicate that the crucial functions played by CD40 and ICOSL in germinal center formation and isotype switching in physiological humoral responses are partly overcome in Lat(Y136F) mice. By comparison, the absence of CD80-CD86 was found to almost completely block the in vitro B cell activation mediated by Lat(Y136F) CD4(+) T cells. The role of CD80-CD86 in T-B cooperation in vivo remained elusive due to the upstream implication of these costimulatory molecules in the expansion of Lat(Y136F) CD4(+) T cells. Together, our data suggest that CD80 and CD86 costimulators play a key role in the polyclonal B cell activation mediated by Lat(Y136F) CD4(+) T cells even though additional costimulatory molecules or cytokines are likely to be required in this process.