Les lymphocytes B et l'immunité humorale dans les maladies démyélinisantes du système nerveux central

B cells and humoral immunity in demyelinating diseases of the central nervous system

• Auteur / Autrice : Laure Deramoudt
• Direction : Lennart Mars
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 26/09/2022
• Etablissement(s) : Université de Lille (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Lille ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Lille Neuroscience et Cognition (Lille) - Lille Neurosciences & Cognition - U 1172
• Jury : Président / Présidente : Patrick Vermersch
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Anneli Peters
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Guillaume Dorothée, Alexander Flügel

Mots clés

Mots clés contrôlés

Autoanticorps

Encéphalomyélite auto-immune expérimentale

Neuromyélite optique

immunologie

Sclérose en plaques

Glycosylation

Lymphocytes B

Autoanticorps

Encéphalomyélite auto-immune expérimentale

Neuromyélite optique aiguë

Immunologie

Sclérose en plaques

Glycosylation

Lymphocytes -- Immunologie

Neuroimmunologie

Lymphocytes B

Mots clés libres

Neuro-Immunologie

Auto-Anticorps

Fc glycosylation

Sclérose en plaques

Neuromyélite optique

Encéphalomyélite expérimentale auto-Immune

Neuro-Immunology

Autoantibodies

Fc glycosylation

Multiple sclerosis

Neuromyelits optica

Autoimmune experimental encephalomyelitis

Résumé

La démyélinisation, l'inflammation et la neurodégénérescence sont des caractéristiques de deux maladies paradigmatiques du système nerveux central (SNC) : la sclérose en plaques (SEP) et les maladies associées à la glycoprotéine de l'oligodendrocyte de la myéline (MOGAD). La SEP est une maladie chronique qui mobilise la réponse immunitaire par vagues récurrentes avant d'évoluer vers une maladie progressive. En revanche, les MOGAD sont des maladies inflammatoires avec une réponse focale des anticorps (Ac). Dans ces maladies démyélinisantes distinctes, la réponse des lymphocytes B (LB) reste un médiateur de l'inflammation pertinent mais non résolu.Dans cette thèse, nous étudions deux aspects de la réponse des lymphocytes B. Premièrement, nous nous penchons sur le profil de glycosylation du fragment cristallisable (Fc) des anticorps liés aux MOGAD et à la SEP et nous étudions leurs traits pathogéniques dans des modèles expérimentaux. Dans une deuxième approche, nous étudions la clonalité de la réponse des LB spécifiques de MOG dans un modèle spontané d'encéphalomyélite auto-immune expérimentale (EAE).Pour étudier l'expansion clonale des LB auto-réactifs dans les maladies démyélinisantes auto-immunes, un modèle spontané d'EAE a été utilisé. Ces souris expriment un TCR transgénique (TCR1640) spécifique de I-As:MOG92-106. Dans notre animalerie, 94% des TCR1640 ont développé spontanément une EAE chronique paralytique entre 60 et 500 jours d'âge. Il est connu que cette réponse immunitaire auto-réactive est déclenchée par le microbiote dans le tissu lymphoïde associé à l'intestin. Notre étude indique que les LB spécifiques de MOG (LB MOGtet+) s'accumulent dans les ganglions cervicaux drainant le cerveau et parmi l'infiltrat immunitaire cérébral des souris malades. L'analyse du répertoire a fourni des preuves de l'expansion clonale des LB. Cette étude implique l'expansion clonale et l'infiltration des LB dans le SNC dans le développement de l'EAE démyélinisant auto-immun spontané.Les Acs exercent leur fonction en se liant aux récepteurs Fc et au complément. Pour les IgG, ce processus étroitement régulé repose sur l'hétérogénéité structurelle du domaine IgG-Fc résultant des différences entre les quatre sous-classes (IgG1, IgG2, IgG3 et IgG4). Ce positionnement est en train de changer. La N-glycosylation associée à l'asparagine 297 (N297) influence la liaison aux récepteurs Fc-gamma classiques (FcRs) et aux récepteurs non classiques de type II.Une analyse approfondie des caractéristiques marquantes des glycanes sur les Acs liés à la maladie de la SEP et dans les MOGAD a révélé une nette divergence. Le profil de N-glycosylation des Acs spécifiques de MOG dans les MOGAD a révélé une signature inflammatoire marquante,, qui était absente chez les individus sains et les patients atteints de SEP. En outre, les Fc-glycovariants d'un Ac monoclonal spécifique de MOG ont été comparés in vivo, démontrant que le profil de Fc- glycosylation Fc lié aux MOGAD dictait la pathogénicité des auto-anticorps.Ma thèse approfondit la compréhension de la réponse des LB spécifiques de MOG dans les maladies démyélinisantes auto-immunes du SNC. Je démontre notamment une caractéristique majeure de la Fc-glycosylation associée à la réponse IgG1 spécifique de MOG qui conduit aux MOGAD. Dans des modèles expérimentaux, ce trait marquant a fortement augmenté la pathogénicité de l'Ac. Cette approche translationnelle démontre le rôle majeur de la N-glycosylation et en particulier de l'hypofucosylation dans les troubles inflammatoires démyélinisants émergents associés à MOG.

Demyelination, inflammation and neurodegeneration are the hallmarks of two paradigmatic diseases of the central nervous system (CNS): multiple sclerosis (MS) and myelin oligodendrocyte glycoprotein-associated diseases (MOGAD). MS is a chronic disease that mobilises the immune response in recurrent waves before evolving into a progressive disease. In contrast, MOGAD is an inflammatory disease with a focal antibody (Ab) response. In these distinct demyelinating diseases, the B cell response remains a relevant but unresolved mediator of inflammation.In this thesis we investigate two aspects of the B cell response. First, we address the Fc-glycosylation profile of disease-related antibodies in MOGAD and MS and study their pathogenic traits experimental models. In a second approach we study the clonality of MOG-specific B cell response in a spontaneous model of experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE).To investigate the clonal expansion of auto reactive B cells in autoimmune demyelinating disease, a spontaneous EAE model was used. These mice express a transgenic TCR (TCR1640) specific for I-As:MOG92-106. In our animal facility, 94% of TCR1640 spontaneously developed a chronic paralytic EAE between 60 and 500 days of age. It is known that this auto reactive immune response is triggered by the microbiota in the gut-associated lymphoid tissue. Our study indicates that the MOG-specific B cells (MOGtet+ B cells) cumulate in the brain-draining cervical lymph nodes and among the brain immune infiltrate of diseased mice. Repertoire analysis provided evidence of clonal B cells expansion. This study implicates clonal expansion and CNS infiltration of B cells iin the development of spontaneous autoimmune demyelinating EAE.Abs exert their function through binding to Fc receptors and complement. For IgG, this tightly regulated process relies on the structural heterogeneity of the IgG-Fc domain resulting from differences between the four subclasses (IgG1, IgG2, IgG3 and IgG4). This position is changing. N-glycosylation associated with the asparagine 297 (N297) influences binding to both classical Fc-gamma receptors (FcRs) and non-classical type II receptors.Deep analysis of the salient glycan features on disease-related Abs from MS and MOGAD revealed a clear dichotomy. The glycosylation profile of MOG-specific Abs in MOGAD revealed a striking enrichment in Fc-domains with an inflammatory signature, which was absent in both healthy individuals and MS patients. Furthermore, Fc-glycovariants of a monoclonal MOG-specific Ab were compared in vivo demonstrating that the MOGAD-related Fc-glycosylation profile dictated the pathogenicity of autoantibodies.My thesis deepens the understanding of the MOG-specific B cell response in autoimmune demyelinating disease of the CNS. Notably I demonstrate a salient Fc-glycosylation feature associated with the MOG-specific IgG1 response driving MOGAD. In experimental models, this salient trait strongly augmented Ab pathogenicity. This translational approach demonstrates the major role of N-glycosylation and in particular hypofucosylation in the emerging demyelinating inflammatory disorders associated with MOG.