Immune complex relay by subcapsular sinus macrophages and noncognate B cells drives antibody affinity maturation

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1 Immune complex relay by subcapsular sinus macrophages and noncognate B cells drives antibody affinity maturation Tri Giang Phan et al NATURE IMMUNOLOGY

2 Table of content Introduction lymph nodes SCS macrophages Results Identification of SCS macrophages endocytic activity translocation of immune complexes lysosomal activity dependence on lymphotoxin relay of immune complexes by B-cells antibody affinity maturation conclusion 2

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4 Introduction: lymph nodes lymph gets slowly filtered through the substance of the lymph node and ultimately reaches the medulla macrophages present antigens to lymphocytes and may lead to their activation as a part of adaptive immune response germinal center (GC) newly mutated B cells compete for antigen, allowing selection events to occur that lead to antibody affinity maturation Immune complexes are displayed, particularly on light zone follicular dendritic cells (FDCs) 4

5 Introduction SCS: macrophages in lymph nodes small amounts of antigen are captured by macrophages lining the subcapsular sinus two modes of function: SCS macrophages capture several types of particulate antigen for display for cognate recognition by follicular B cells immune complexes could be captured from SCS macrophages by noncognate B cells through CR1/2 noncognate B cells mediated immune complex delivery to follicular dendritic cells in primary follicles 5

6 Identification of SCS macrophages surface marker to differ between SCS and medullary macrophages SCS medullary CD CD F4/80 - F4/80 + CD11b + CD11b + CD11c low CD11c low 6

7 Localisation green: CD169 + for both type of macrophages (MΦ) red: F4/80 + for medullary MΦ blue: B220 + germinal center subpopulation of SCS macrophages confirmed 7

8 SCS and medullary macrophages SCS macrophages are slightly smaller than medullary capture of in vivo generated immune complexes containing phycoerythrin (PE) both heavily labeled but medullary cells showing substantially higher labeling 8

9 SCS Macrophages are poorly endocytic and degradative 9

10 -injection de PE -Prélèvement du ganglion lymphatique 4 h plus tard -Traitement avec l acide acétique qui élimine tous les CI sur la surface des SCS macrophages 10

11 Les SCS Macrophages ont moins de CI localisés à l interieur de la cellule 11

12 Traitement avec un antigène qui augmente la fluorescence après dégradation 12

13 -Pour la même quantité de CI captés, les macrophages médullaires dégradent plus BSA que les SCS macrophages -Donc les SCS macrophages sont peu endocytiques avec une faible capacité de dégrader -Les CI résident à la surface de ces cellules 13

14 Les SDS macrophages transportent les CI 14

15 Two photon microscopy permet de visualiser l acheminement des CI in-vivo 15

16 -Les CI ne sont pas internalisés -Ils ne sont pas transportés à l interieur du macrophage -Ils sont capturés et transportés à la surface des SCS macrophages vers la follicule 16

17 Les SCS macrophages ont un taut faible en enzymes lysosomials 17

18 Séparation des cellules en SCS macrophages et macrophages médullaires 18

19 Les analyses des expressions des gènes ont montré que: -les SCS macrophages et les macrophages médullaires ont une expression abondante et similaire de housekeeping genes 19

20 -une large majorité de facteurs de transcriptions spécifiques des macrophages sont exprimés par les SCS macrophages et les macrophages médullaires. On confirme que les deux types de cellules appartiennet à la lignée des macrophages. 20

21 Facteur de transcription PU.1 abondant chez lsc SCS macrophages et chez les macrophages médullaires. 21

22 Les SCS macrophages ont une faible expression de gènes codants pour des protéines membrannaires associées au lysosome, de lysosyme, de protéases et d ATPases nécessaires pour acidifier le lysosyme 22

23 SCS macrophages ont moins de lamp-1 que les macrophages médullaires et sont plus petits. Les SCS macrophages sont faiblements dégradatifs car ils ont une faible expression de protéines lysosomiales 23

24 Les SCS macrophages sont sous l influence d une lymphotoxine sécrétée par les lyomphocytes B La lymphotoxine est (LT)-α1β1 Cytokine heterotrimérique qui a une comme cible les macrophages dans la rate. 24

25 -la distribution des SCS macrophages est coordonnée avec celle des LB -les souris déficientes en LB ont 1/10 du nombre de SCS macrophages en comparaison avec les souris sauvages -si on injecte des LB aux souris déficientes il y a augmentation du nombre des SCS macrophages. -mais si les LB sont LTα déficientes, il n y aura aucun changement 25

26 -si on induit une augmentation dans l expression de la LTα onn aura un nombre de SCSmacrophages plus élevé mais aucune modification du nombre de LB. 26

27 Pour des souris chimeres qui ont le phenotype ltbr- et sauvage, apres irradiation il y a eu deficience en SCS macroghages qui sont ltbr- 27

28 blocage du recepteur.. disparition des SCS macrophages aucun changement du nombre des macrophages medullaires 28

29 pas de SCS macrophages.. les LB folliculaires fixent moins de CI 29

30 Relay of immune complexes into the GC Experimental design: transferred into mice: avian lysozyme specific Hy10 B cells ovalbumin (OVA)-specific OT-II T cells immunized mice with duck egg lysozyme (DEL) conjugated to OVA to provide linked T cell help 7 days later: cognate antigen HEL-PE control: noncognate nitrophenol-pe as a control reciprocal experiment with QM B cells specific for nitrophenol 30

31 Relay of immune complexes into the GC Noncognate B cells relay antigen opsonized by newly formed antibodies into the GC Antigen-PE located in GC reciprocal experiment: Nitrophenol-PE is in GC 31

32 Immune complex delivery depends on C1/2 Cr2 / bone marrow chimeras (lack CR1 and CR2 on endogenous hematopoietic cells) Hy10 B cells expressing GFP OT-II T cells immunized with DEL-OVA transferred wildtype poly-clonal CFP-transgenic B cells day 7 HEL-PE was injected CFP+ noncognate B cells loaded with HEL-PE migrating into the GFP+ GC light zone delivery of antigen into GCs was impaired in Cr2 / chimeras antigen transport into GCs is CR1/2-dependent 32

33 Antibody affinity maturation class switching occurred normally but less affinity maturation (as assessed by flow cytometry for GC B cell binding of the low-affinity antigen) PCR-amplification and analysis of the Igh variable region gene for somatic hypermutation: more enrichment in wild-type (34 of 46 sequences) than Cr2 / bone marrow chimeras (23 of 53) of Hy10 B cells with the canonical high-affinity Y53F mutation11 33

34 Antibody affinity maturation 34

35 Conclusion SCS macrophages est une population differente des macrophages mais qui existe! les SCS macrophages ne font pas la phagoytose, en effet ils sot faiblement endocytiques et degradatifs. un role des SCS macrophages c est de transporter les CI et les presenter aux LB dans le SCS des ganglions lymphatiques. ces macrophages sont pauvres en enzymes lysosomials et leur ativite est dependante de la lymphotoxine. les LB transportent les CI dans les centres germinaux et c est dependant des c1/2 35