Maturation des Cellules T et des Cellules B

Transcription

1 Maturation des Cellules T et des Cellules B

2 1- Développement lymphocytaire (T & B) 2-Maturation thymique des Cellules T 3-Maturation des Cellules B dans la moelle osseuse (MO)

3 1-Le développement lymphocytaire (T & B) - Processus de différenciation de cellules progénitrices lymphoïdes en lymphocytes matures - Besoins de facteurs intrinsèques et extrinsèques - Phase centrale de différenciation

4 Les cellules immunocompétentes Thymus CD8+ Sang Moelle osseuse progéniteur T lymphocytes T matures CD4+ immunité adaptative lymphocyte B mature progéniteur commun lymphoïde progéniteur B Natural killer (NK) Cellule souche autorenouvellement Cellule dendritique progéniteur commun myéloïde Monocyte/ macrophage Mastocyte immunité innée neutrophile éosinophile basophile polynucléaires

5 De la cellule souche hématopoïétique aux lignages lymphoïdes Hematopoeitic Stem Cell B lymphocyte lineages Common Lymphocyte Progenitor L hématopoïèse est caractérisée par des étapes séquentielles de différenciation, définies par des modifications phénotypiques avec expression de molécules membranaires et de propriétés fonctionnelles particulières à certains stades de maturation. T lymphocyte lineages

7 Notion de niche hématopoïétique Cellule souche Autorenouvellement Cellule stromale Prolifération/différenciation: -lymphoïde -myéloïde -érythroïde -mégacaryocytaire Interactions cellules/cellules Facteurs de croissance, chimiokines, cytokines Au cours de son parcours, chaque cellule d une lignée donnée passe de niche en niche où elle acquiert à chaque étape un stade de différenciation supplémentaire.

8 De la cellule souche hématopoïétique aux lignages lymphoïdes SCF IL-3 Hematopoeitic stem cell Common lymphocyte progenitor IL-7 IL-7 1. Processus régulés par des cytokines et facteurs de croissance 2. IL-7 favorise le processus développemental T et B IL-7 IL-7

9 De la cellule souche hématopoïétique aux lignages lymphoïdes IKAROS Hematopoeitic stem cell Common lymphocyte progenitor 1. Processus régulés par des facteurs de transcription 2. Notch-1 & GATA3 => L.T EBF, E2A & Pax-5 => L.B

11 Phases de différenciation T et B Phase centrale : Organes lymphoïdes centraux -réarrangements et expression des récepteurs antigéniques (BCR/TCR) -sélection/élimination des lymphocytes autoréactifs (CMH-peptide/TCR, Ag/BCR) Phase périphérique : Organes lymphoïdes périphériques -différenciation en lymphocytes effecteurs -signal activateur (CMH-peptide/TCR, Ag/BCR) + molécules de costimulation

12 Etapes lors du développement lymphocytaire

13 Réarrangements des Récepteurs antigéniques lors du développement des cellules T et B Pro-B Pro-T

14 Pre-B cell & Pre-T cell receptors

15 Points de contrôle dans le développement des lymphocytes

16 Sélections lors du développement lymphocytaire

17 2-Maturation thymique des Cellules T - Importance du thymus dans la maturation des cellules T - TCR et Marqueurs de surface CD3, CD4 et CD8 lors de la différenciation des thymocytes - La sélection positive et la sélection négative

18 Modèles murins du développement T

19 Anatomie du thymus Lobules thymiques Thymocytes dans le réseau des cellules épithéliales cortex medulla

20 LE THYMUS migration des précurseurs T au cours du développement thymique le programme de différenciation est déterminé par des interactions séquentielles avec des microenvironnements spécialisés EXPANSION Pro-T cellule épithéliale corticale cellule dendritique DIFFERENCIATION expression d un récepteur à l antigène TCR Précurseurs précuseur lymphoïdes lymphoïde cellule épithéliale médullaire Thymocytes matures simple positifs EDUCATION processus de Sélections EXPORT sang

21 Trafic des thymocytes lors du développement T a In the postnatal thymus, circulating T-lymphoid progenitor cells migrate into the thymic parenchyma through the vasculatures that are enriched around the cortico medullary junction. b The outward migration of CD4 - CD8 - double-negative (DN) thymocytes to the capsule is regulated by chemokine signals through CXCchemokine receptor 4 (CXCR4) and CC-chemokine receptor 7 (CCR7). c Further outward migration of the DN thymocytes to the subcapsular region is mediated by CCR9 signals. d CD4 + CD8 + double-positive (DP) thymocytes generated in the outer cortex are motile, interacting with stromal cells that are localized in the cortex for positive and negative selection. e Positively selected DP thymocytes that gain the capability to survive and differentiate into CD4 or CD8 single-positive (SP) thymocytes show an increase in the surface expression of CCR7, through which the cells are attracted to the medulla, which expresses CCR7 ligands. f In the medulla, further selection of SP thymocytes includes the deletion of tissue-specific-antigen-reactive T cells and the generation of regulatory T cells. g Mature SP thymocytes express sphingosine-1-phosphate receptor 1 (S1P 1 ), through which the cells are attracted back to the circulation that contains a high concentration of sphingosine-1-phosphate. ctec, cortical thymic epithelial cell; DC, dendritic cell; mtec, medullary thymic epithelial cell; PSGL1, platelet-selectin glycoprotein ligand 1.

23 Etapes lors du développement des lymphocytes T DN1 DN2 DN3 DN4 c-kit+ CD44+ CD25- c-kit+ CD44+ CD25+ c-kit+ CD44- CD25+ c-kit+ CD44- CD25- c-kit (CD117): Récepteur pour le facteur de croissance des cellules souches (SCF) CD44: molécule d adhésion CD25: chaîne alpha du récepteur à l IL-2

24 Expression de CD4 & CD8 dans les Thymocytes

25 Modèle Instructif ou Modèle Stochastique de la décision du lignage CD4 ou CD8 Modèle instructif: déterminisme par la nature du corécepteur engagé lors de la reconnaissance du CMH. Modèle Stochastique: perte au hasard d un des deux récepteurs. L absence de reconnaissance de la bonne classe de molécules du CMH induit la mort du thymocyte.

27 L anatomie du Thymus et les sélections compartimentées Epithelial cells in the thymic cortex are the antigen-presenting cells (APCs) that mediate positive selection, whereas the medulla contains epithelial and dendritic cells (DCs) that are efficient APCs for negative selection. For these reasons, positive selection occurs in the cortex, whereas deletion of self-reactive thymocytes occurs predominantly in the medulla. Cortex + sélection positive Medulla sélection négative

28 La sélection positive : Restriction au CMH Thymocyte de la MO Réarrangement des gènes des TCR CD8 Thymocyte DP CORTEX CD4 Sélection positive des cellules dont le récepteur se lie aux molécules du CMH I ou II Mort par apoptose des cellules qui n entrent pas en interaction avec les molécules du CMH TEC cellule épithéliale corticale

29 La sélection négative : Tolérance au Soi CD8 Thymocytes SP restreints au CMH du soi JUNCTION CORTICO-MEDULLAIRE CD4 Sélection positive des cellules dont le récepteur se lie aux molécules du CMH I ou II avec une faible affinité Mort par apoptose des cellules possédant des récepteurs de haute affinité pour les complexes CMH-peptide du Soi Ag du Soi TEC cellule épithéliale médullaire ou DC

30 TCR transgenic mouse models for T cell selection

31 Importance pour l éducation thymique de l affinité du TCR généré pour les complexes CMH-peptide du soi THYMUS Ag du Soi + CMH TEC cellule épithéliale thymique Thymocyte DP ou SP - pas d interaction gradient du signal TCR interaction faible interaction très forte Pas de signal de survie = mort par néglicence Sélection positive Différenciation en cellules T Délétion clonale Élimination par Sélection négative

32 Bilan après les sélections thymiques : Tolérance centrale Génération d environ 1-2% de cellules T restreintes par les molécules du Soi et tolérantes au Soi. 98% environ des thymocytes n arriveront pas à maturation.

33 Importance pour l éducation thymique de l affinité du TCR généré pour les complexes CMH-peptide du soi THYMUS Ag du Soi + CMH TEC cellule épithéliale thymique Thymocyte DP ou SP - pas d interaction gradient du signal TCR interaction faible interaction forte interaction très forte Pas de signal de survie = mort par néglicence Sélection positive Différenciation en cellules T Différenciation en Treg (fenêtre étroite 5-10% des CD4) Délétion clonale Élimination par Sélection négative

34 Maturation des Cellules B dans la moelle osseuse (MO) - Organisation architecturale de la MO (microenvironnement) et parcours des cellules B - Marqueurs de surface CD45R, CD19, migm et migd - La sélection négative - Echappement à la mort cellulaire par editing du BCR

35 Anatomie de l os et de la moelle osseuse

36 La moelle osseuse migration des précurseurs B au cours du développement dans la MO le programme de différenciation est déterminé par des interactions séquentielles avec des microenvironnements spécialisés Moelle Osseuse Sinus central Organes lymphoïdes secondaires Cellules stromales Pre-B Imm. B Mat. B Pro-B DC HSC Progéniteur B précoce osteoblasts Mat. B

37 Fonctions de la moelle osseuse - Maintien d un contingent de cellules souches - Maturation et différenciation des ProB en Lymphocytes B immatures (naïves) aptes à coloniser les organes lymphoïdes secondaires - Hébergement des B activés par l antigène en provenance des organes lymphoïdes secondaires et qui se transforment en plasmocytes sécréteurs d anticorps

38 Trafic des cellules B dans la moelle osseuse Moelle osseuse IL7 GAL1 Central sinus Organes lymphoïdes secondaires IL7 Pre-B Imm. B Mat. B CXCL12 Pro-B DC Osteoblasts HSC Early B precursor CXCR4 CXCL12

40 Identification des différentes phases du développement grâce aux marqueurs de surface Pre-BCR BCR Stem cell CLP pro-b pré-b migm immat. B migm mature B migd D H to J H V H to DJ H V L to J L c-kit CD45R, CD19, HSA (CD24), Ig-α/Ig-β IL-7R CD43 CD25 migm migd

42 Points de contrôle du développement des LB dans la moelle osseuse Engagement dans le lignage B Sélection pre-bcr Sélection du BCR Pre-BCR BCR Stem cell CLP pro-b pré-b immat. B mature B D H to J H V H to DJ H V L to J L Elimination des cellules n exprimant pas de pré-bcr réarrangements non productifs Elimination des cellules n exprimant pas de BCR réarrangements non productifs Elimination des cellules exprimant un BCR autoréactif: reconnaissance des Ag du Soi sélection négative délétion clonale

43 Destinées des cellules B en présence de l Ag du soi dans la MO

44 La différenciation des cellules B Antigène dépendante Amplification de la diversité Mutation somatique Commutation isotypique IgG,IgA or IgE Moelle osseuse Organes périphériques migm Antigène indépendante Acquisition de la diversité des Ig migd LB Transitionels spleen Pre-BCR Stem cell CLP pro-b pre-b FO Mature BCR immat. B Challenge antigénique follicule Immat. Trans. B Mémoire Plasmocyte mature B D H to J H V H to DJ H V L to J L

46 Editing du BCR : Une seconde chance Moelle osseuse B immature autoréactif BCR immat. B Acquisition de la tolérance au Soi et réduction des pertes des cellules B au cours du développement Réexpression de RAG-1 et RAG-2 Nouveaux réarrangements VJ sur locus de chaînes légères possibles Changement de spécificité

47 Bilan des cellules B produites dans la MO 5x10 7 B produites / jour par la MO 5x10 6 B circulantes 5-10% de cellules B tolérantes au Soi (répertoire B) en périphérie 90% de mortalité des B dans MO

48 (D après Abul K. Abbas)