Signature moléculaire des lymphocytes B régulateurs en physiologie et en pathologie

A molecular signature of human regulatory B cells in health and disease

• Auteur / Autrice : Alexis Grasseau
• Direction : Sophie Hillion
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Immunologie
• Date : Soutenance le 17/01/2020
• Etablissement(s) : Brest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Lymphocytes B et Autoimmunité (Brest, Finistère)
• Jury : Président / Présidente : Jacques-Olivier Pers
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sophie Hillion, Jacques-Olivier Pers, Françoise Porteu, Bruno Lucas, Cécile Voisset, Katia Boniface
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Françoise Porteu, Bruno Lucas

Mots clés

Mots clés contrôlés

Lymphocytes B

Mots clés libres

Signature moléculaire

Lymphocytes B régulateurs

C-MAF

Plasmablaste

Plasmocyte

Molecular signature

Regulatory B cells

C-MAF

Plasmablast

Plasma cell

Résumé

Les lymphocytes B régulateurs (LBreg) chez l’Homme correspondent à des sous-populations de LB avec une grande variété de phénotypes (Mauri et al., 2015) et de mécanismes (Floudas et al., 2016). Cette diversité rend leur caractérisation et leur suivi difficile. L’objectif de ce travail était donc d’identifier et d’étudier une signature moléculaire des LB humains ayant une fonction régulatrice. Nous avons développé un modèle in vitro de polarisation des LB en LBreg et en LB avec une fonction inflammatoire (LBinf). Par la suite, un RNA-seq de ces 2 types de LB a été effectué et les gènes différentiellement exprimés (DEG) entre les LBreg et LBinf ont été identifiés. Enfin, une méta-analyse de cette signature a été faite pour définir les potentiels éléments régulateurs de cette fonction. Puis, des études in vitro ont été faites pour valider ces observations. À partir de l’analyse RNA-seq, 225 DEG ont été identifiés entre les LBreg et les LBinf. Parmi eux, le facteur de transcription (FT) c-MAF est le FT le plus augmenté dans les LBreg (FC = 16,2). De plus, des comparaisons avec des CHIP-seq publiques de c-MAF, confirment un enrichissement significatif des cibles de c-MAF dans la signature des LBreg. Parmi eux, le gène IL10 est présent. Par la suite, les analyses in vitro ont permis de montrer que l’expression d’IL10 est restreinte aux LB c-MAFhi. Ceux-ci ont également une forte expression de CD27, CD38 et BLIMP1, suggérant ainsi un stade de différenciation de type plasmablaste (PB) / plasmocyte (PC). Les analyses phénotypiques et la comparaison de la signature des LBreg avec une signature des PB humains permettent également d’associer les LBreg à des PB/PC. Enfin, un siRNA MAF montre une perturbation de la balance BLIMP1/T-BET, avec une diminution de BLIMP1 et une augmentation de T-BET. Ces résultats suggèrent que le FT c-MAF pourrait être essentiel à la régulation issue des LB, comme observé dans d’autres types de cellules immunitaires. En effet, c- MAF est un FT important pour la régulation via les LTreg (Xu et al., 2018) et des macrophages M2 (Kang et al., 2017). De plus, le lien entre c-MAF et BLIMP1, ainsi que les résultats du siRNA MAF, suggèrent un potentiel rôle de c-MAF dans la différenciation des LB. En effet, BLIMP1 et T-BET sont respectivement associés aux PB/PC et aux LB mémoires (Shaffer et al., 2002 ; Tellier et al., 2016; Cancro et al., 2017; Kenderes et al., 2018).

Regulatory B cells (Breg) in human are included in a large group of B-cell subsets encompassing a high heterogeneity of phenotypes (Mauri et al., 2015) and suppressor mechanisms (Floudas et al., 2016). This variability leads to a high difficulty to characterize and monitor human Breg. One aim of our work was to establish and study a molecular signature of B cells with regulatory properties. We developed an in vitro model to polarize peripheral B cells in Breg and inflammatory B cell (Binf). Then, we performed RNA-sequencing on these two functional subsets. A meta-analysis on differentially expressed genes (DEG) has led to the definition of critical factors involved in regulatory function. In vitro studies were used for data validation. From the RNA-seq analysis, we obtained 225 DEG between Breg and Binf. Among them, the c-MAF transcription factor (TF) was the most upregulated TF (FC = 16.2). Also, comparisons with public c-MAF CHIP-seq data confirmed a significant enrichment of c-MAF target-genes in Breg signature. We thus established that c-MAF could be induced in human blood B cells after TLR and BCR stimulation. Besides, we observed that IL-10 production was restricted to c-MAFhi expressing B cells and is associated with the expression of CD27, CD38, and BLIMP1, suggesting a differentiation state close to plasmablast (PB) / plasma cells (PC). Phenotype analysis and comparison of homemade human PB signature with Breg signature also linked Breg with PB state. Moreover, siRNA MAF impairs BLIMP1/T-BET balance in B cells with a decrease and increase of BLIMP1 and T-BET respectively. These results suggest that the c-MAF TF could be an essential factor in the regulatory function of B cells, as observed in other immune cells. Indeed, c-MAF is a significant TF involved in several regulatory immune cells, such as regulatory T cells (Xu et al., 2018) or M2 macrophages (Kang et al., 2017). Moreover, the link between c-MAF and BLIMP1, as well as siRNA MAF results, suggest a potential role of c-MAF in B cell fate. Indeed, BLIMP1 and T-BET are associated with PB/PC and memory B cells respectively (Shaffer et al., 2002 ; Tellier et al., 2016; Cancro 2017; Kenderes et al., 2018).