Rôle des différents partenaires de la mémoire humorale cellulaire dans le maintien de la mémoire humoral sérologique

Role of the different partners of the cellular humoral memory in the maintenance of the humoral serological memory

• Auteur / Autrice : Katia Lefsihane
• Direction : Olivier Thaunat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Immunologie
• Date : Soutenance le 16/12/2022
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Biologie Moléculaire Intégrative et Cellulaire (Lyon ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre international de recherche en infectiologie (Lyon ; 2013-....)
• Jury : Président / Présidente : Fabienne Venet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Olivier Thaunat, Lionel Couzi, Sophie Caillard
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Lionel Couzi, Sophie Caillard

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sérologie

Transplantation (chirurgie)

Plasmocytes

Immunité humorale

Mots clés libres

Mémoire humorale cellulaire

Mémoire humorale sérologique

Transplantation d'organe solide

Réponse anticorps

Rejet média par anticorps

Humoral cellular memory

Humoral serological memory

Antibody mediated rejection

Antibody response

Antibody respSolid organ transplantationonse

Résumé

La protection robuste et persistante contre les pathogènes assurée par l’immunité humorale, repose sur les plasmocytes à longue durée de vie (LLPCs) sécréteurs d’anticorps neutralisant et les lymphocytes B mémoires (LB mémoires) capables de se différencier rapidement en plasmocytes en cas de réinfection. Cependant, la mémoire humorale constitue également une barrière significative au succès de la transplantation d'organes solides, en raison de la génération chez le receveur d’anticorps De novo reconnaissant les molécules HLA allo-géniques du donneur sur le greffon. Ces anticorps anti-donneur (DSA), insuffisamment réprimés par les immunosuppresseurs actuels, conduisent au rejet médié par anticorps, première cause de perte du greffon. De plus, la présence chez des patients sensibilisés de DSA préformés, réduit drastiquement leur accès à la transplantation. Le Bortezomib (BTZ), une chimiothérapie éliminant les plasmocytes tumoraux et non tumoraux, s’est avéré décevant en transplantation car incapable de réduire les titres des DSA. Au cours d’une étude réalisée chez des primates sensibilisés par une allogreffe de peau, les auteurs ont proposé que cet échec thérapeutique était la conséquence d'un remplacement des plasmocytes par les LB mémoires, en réponse à leur élimination par le BTZ. En outre, des données récentes suggèrent l’existence d’une population Tfh mémoire circulante, capable d’apporter rapidement de l’aide aux LB mémoires lors d’un nouveau contact antigénique. Face à ce tableau, nous avons voulu mieux comprendre les liens entre les différentes couches de la mémoire humorale, sérologique avec les LLPCs et cellulaire avec les LB et Tfh mémoires et comment ces différents acteurs immunitaires participent au maintien des titres d’anticorps au long cours. Pour cela, nous avons développé un modèle murin dans lequel nous avons généré une mémoire humorale persistante contre un antigène protéique modèle le NP-KLH. Nous avons dans un second temps, induit l’élimination de la couche humorale mémoire sérologique afin d’étudier la persistance de la couche humorale mémoire cellulaire et son implication dans le maintien de la mémoire sérologique. Nos résultats nous ont permis d’invalider l’idée d’un mécanisme purement homéostatique qui dirigerait la réactivation des compartiments mémoires B et T, en réponse à l’élimination du compartiment plasmocytaire mémoire. La stimulation bystander des LB mémoire et Tfh mémoires ne semble pas non plus être un mécanisme intervenant dans la régénération plasmocytaire et le maintien des titres d’anticorps. Toutefois, dans notre modèle murin, la réexposition à l’antigène NP-KLH a entrainé une reconstitution des niches plasmocytaires et un rebond massif de la production d’anticorps spécifiques de l’antigène. Afin d’évaluer la contribution de chacun de ces deux types de cellules mémoires, LB ou Tfh, à la production d’anticorps induite, nous avons développé différentes stratégies vaccinales pour obtenir des animaux ayant soit des LB mémoires soit des Tfh mémoires spécifiques d’un antigène donné. Nos résultats montrent qu’en réponse à leur réexposition à l’antigène, les LB mémoires semblent être capables d’intensifier à eux seuls la réponse anticorps mémoire là où les Tfh mémoires échouent à le faire lorsqu’ils collaborent uniquement avec des LB naïfs. Toutefois, ces Tfh mémoires jouent un rôle clé au près des LB mémoires en potentialisant leur activation et la production d’anticorps. Ce travail souligne l’importance d’inclure la surveillance de la mémoire humorale cellulaire à celle de la mémoire humorale sérologique chez les candidats à la greffe, afin d’obtenir une meilleure stratification de leur risque immunologique et de pouvoir ainsi affiner la stratégie thérapeutique immunosuppressive.

The robust and persistent protection against pathogens provided by humoral immunity relies on long-lived plasma cells (LLPCs) secreting neutralizing antibodies and memory B cells (LBs) capable of rapidly differentiating into plasma cells upon reinfection. However, humoral memory is also a significant barrier to successful solid organ transplantation, due to the generation of de novo antibodies in the recipient that recognize allogeneic HLA molecules from the donor on the graft. These anti-donor antibodies (DSA), insufficiently suppressed by current immunosuppressive drugs, lead to antibody-mediated rejection, the primary cause of graft loss. In addition, the presence of pre-formed ADR in sensitized patients drastically reduces their access to transplantation. Bortezomib (BTZ), a chemotherapy that eliminates both tumor and non-tumor plasma cells, has been shown to be disappointing in transplantation because of its inability to reduce ASD titers. In a study performed in primates sensitized by skin allograft, the authors proposed that this therapeutic failure was a consequence of replacement of plasma cells by memory LBs, in response to their elimination by BTZ. In addition, recent data suggest the existence of a circulating memory Tfh population, capable of rapidly providing assistance to memory LBs upon new antigenic contact.Faced with this picture, we wanted to better understand the links between the different layers of humoral memory, serological with LLPCs and cellular with memory LBs and Tfh, and how these different immune actors participate in the maintenance of antibody titers in the long term. For this purpose, we have developed a mouse model in which we have generated a persistent humoral memory against a model protein antigen, NP-KLH. We then induced the elimination of the humoral memory layer in order to study the persistence of the humoral memory layer and its implication in the maintenance of the serological memory. Our results allowed us to invalidate the idea of a purely homeostatic mechanism that would direct the reactivation of the B and T memory compartments in response to the elimination of the plasma cell memory compartment. Bystander stimulation of memory LBs and memory Tfhs also does not appear to be a mechanism involved in plasma cell regeneration and maintenance of antibody titers. However, in our mouse model, re-exposure to the NP-KLH antigen resulted in reconstitution of plasma cell niches and a massive rebound in antigen-specific antibody production. In order to evaluate the contribution of each of these two types of memory cells, LB or Tfh, to the induced antibody production, we developed different vaccine strategies to obtain animals with either memory LB or memory Tfh specific to a given antigen. Our results show that, in response to re-exposure to the antigen, memory LBs appear to be able to intensify the memory antibody response on their own, whereas memory Tfhs fail to do so when collaborating only with naive LBs. However, these memory Tfh play a key role in memory LBs by potentiating their activation and antibody production. This study allowed us to demonstrate that in the absence of serological memory, the re-exposure of specific LB and Tfh memory cells to the antigen initiates a robust and amplified memory antibody response due to their synergistic action. This work underlines the importance of including the monitoring of cellular humoral memory (LB and Tfh) to that of serological humoral memory in transplant candidates, in order to obtain a better stratification of their immunological risk in post-transplantation and to be able to refine the immunosuppressive therapeutic strategy.