Caractérisation des mécanismes cellulaires, génétiques et épigénétiques de la différenciation terminale des lymphocytes B chez l’homme

Characterization of the cellular, genetic and epigenetic mechanisms of human terminal B cell differentiation

• Auteur / Autrice : Mourad Hussein
• Direction : Thierry Fest
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance le 13/12/2013
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Vie-Agro-Santé (Rennes)
• Partenaire(s) de recherche : PRES : Université européenne de Bretagne (2007-2016)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Microenvironnement et cancer -- Rennes

Mots clés

Mots clés contrôlés

Immunologie

Méthylation

Centre germinatif

Différenciation (biologie)

Lymphocytes B

Mots clés libres

Immunologie

Différenciation

Centre germinatif

Lymphocyte B

Plasmablastes

Méthylation

Aicda

Immunology

B cells

Differentiation

Germinal centers

Methylation

Résumé

Ces dernières années ont été marquées par une progression importante dans la connaissance de la physiologie des cellules B in vivo et de leur différenciation en plasmocytes, grâce aux modèles murins et à l'imagerie intravitale. La transposition à l'Homme des connaissances acquises chez la souris soulève cependant des difficultés, telles que le manque d'outils pour visualiser les évènements qui se déroulent dans les organes lymphoïdes humains. Dans l'optique d'apporter une réponse à cette problématique, nous avons développé au sein du laboratoire un modèle in vitro en deux étapes, permettant la différenciation des lymphocytes B naïfs humains en plasmocytes. Ce modèle est particulièrement adapté pour étudier l'induction, au cours de la différenciation terminale B, des voies de signalisation, des facteurs de transcription et des grands processus cellulaires tels que la prolifération ou la mort programmée. A l'aide de ce modèle, nous avons mené deux études relatives à la différenciation B dans le centre germinatif: (i) La caractérisation sur le plan phénotypique et fonctionnel des populations cellulaires générées in vitro. Par une approche transcriptomique, nous avons comparé le profil d'expression et identifié les gènes et fonctions biologiques spécifiques à chacune de ces populations différenciées. Nous nous sommes concentrés sur l'étude de l'expression et de l'activité de l'enzyme AID, notamment au travers de la mesure des fréquences des hypermutations somatiques à chaque stade de la différenciation. (ii) L'étude des mécanismes cellulaires (cycle cellulaire, apoptose), génétiques et épigénétiques menant à la transition des cellules du centre germinatif vers le stade de plasmablastes. Cette étude a permis de caractériser au plus près une population cellulaire fondatrice à l'origine des cellules différenciées. En outre, nous avons mis en évidence l'importance de la méthylation de l'ADN, en particulier la 5-hydroxyméthylation, dans le contrôle de la différenciation terminale B.

Within the past few years there has been a significant increase in the knowledge of B cell physiology in vivo and their differentiation into plasma cells through the implementation of murine models and intravital imaging. However, the transposition of this knowledge from mouse to man raises difficulties such as the lack of tools available to visualize the ongoing events in human lymphoid organs. In order to overcome this issue, we have developed in our laboratory, a two-step in vitro model allowing naive B cell differentiation into plasma cells. This model is particularly suitable for studying the induction of signaling pathways, transcription factors and major cellular processes such as proliferation or programmed cell death. Using this model, we conducted two studies on B cell differentiation in the germinal center: (i) phenotypic and functional characterization of cell populations generated in vitro. This study involved a transcriptomic approach which identified and compared the expression profile of specific genes and their biological functions within each of these differentiated populations. Specifically, we focused on the expression and activity of the AID enzyme through the measurement of somatic hypermutation frequency at each stage of differentiation. (ii) The study of cellular (cell cycle, apoptosis), genetic and epigenetic mechanisms leading to the transition of the germinal center B cells into plasmablasts. This study allowed us to characterize a founder cell population of the in vitro generated plasmablasts. In addition, we have highlighted the importance of DNA methylation, in particular 5- hydroxymethylation in controlling terminal B cell differentiation.