L’anticorps monoclonal anti-CD20 (Rituximab) est largement utilisé dans le traitement des maladies auto-immunes. L’analyse de la rate des patients souffrant d’un purpura thrombopénique (PTI) ou d’une anémie hémolytique auto-immune traités par anti-CD20 a mis en évidence que la déplétion lymphocytaire B favorisait la différenciation des plasmocytes (PC) normaux en plasmocytes à longue durée de vie (PLDV) auto-réactifs, expliquant en partie l’absence de réponse à ce traitement. L’enjeu de ce projet a été de savoir si la déplétion lymphocytaire B induit l’émergence de PLDV spléniques et de comprendre les processus impliqués dans la survie plasmocytaire. Pour ce faire, nous avons utilisé le modèle de souris transgénique AID-Cre-ERT2xRosa26-loxP-EYFP qui permet de marquer irréversiblement par la protéine EYFP les cellules B lors de leur passage dans un centre germinatif au cours d’une réponse immune après ingestion de tamoxifène, puis de les suivre in vivo. Les PC EYFP+ ont été générés suite à 2 immunisations avec des globules rouges de mouton. Après avoir sélectionné un set de gènes permettant d’établir les signatures plasmablastiques et plasmocytaires, nous avons comparé par RT-PCR multiplex sur cellules uniques le profil d’expression des PC EYFP+ de la rate de souris traitées ou non par anti-CD20. Nous avons ainsi caractérisé dans le contexte de déplétion B une population plasmocytaire dans la rate homogène et mature, proche des PLDV de la moelle osseuse. Ce profil était différent de celui retrouvé dans la rate des souris contrôles, plus hétérogène, comprenant une majorité de PC intermédiaires entre plasmablastes et PC matures. Nous avons observé le même processus de différenciation paradoxale plasmocytaire dans la rate sous anti-CD20 dans le modèle murin lupique NZB/W, signifiant probablement un mécanisme général, que ce soit en contexte auto-immun ou non, chez l’homme et chez la souris. Nous avons identifié le BAFF (B-cell activating factor) comme un facteur essentiel dans le processus de survie des PC de la rate dans le contexte de déplétion B. En effet, le taux de BAFF augmente dans le sérum et le tissu splénique après traitement par anti-CD20, la combinaison in vivo des traitements anti-CD20 et anti-BAFF induit une diminution drastique des PLDV de la rate, sans générer d’hypogammaglobulinémie IgG. Les granuleux Gr1+ et en particulier les neutrophiles Ly6G+ semblent être la principale source de production de BAFF dans le contexte de déplétion B. Nous avons observé un effet similaire de la combinaison anti-CD20 et anti-BAFF sur les PLDV de la rate dans le modèle lupique NZB/W. Enfin, les LT CD4+ sont un autre composant important de la niche splénique dans le contexte de déplétion B. En effet, le nombre de PC EYFP+ diminue significativement avec l’association anti-CD20 et anti-CD4. Ces résultats suggèrent donc que l’association du traitement anti-CD20 à un inhibiteur de facteur de survie plasmocytaire spécifique de la rate, en particulier BAFF, pourrait avoir un bénéfice clinique au cours des maladies auto-immunes en interférant sur le processus paradoxal de maturation des PC. Un essai clinique associant les traitements anti-CD20 et anti-BAFF au cours du PTI débutera prochainement. / Previous data suggested that the monoclonal anti-CD20 antibody induced paradoxically the settlement of autoreactive splenic long-lived plasma cells (LLPC) in the spleen of patients with auto-immune cytopenia, explaining the treatment failure. To investigate whether this process had a general relevance and decipher its mechanism, we used the AID-CreERT2-EYFP mouse model, which allows the irreversible expression of EYFP in B cells engaged in an immune response after tamoxifen regimen to follow plasma cells at different times after immunization. When analyzed by multiplex PCR at the single-cell level, while the splenic EYFP+B220-PC of untreated mice displayed an intermediate profile between short-lived and long-lived PC, the PC from anti-CD20 treated mice composed a more mature homogeneous population, similar to the long-lived bone marrow PC. The absolute number of splenic EYFP+B220-PC did not change significantly upon anti-CD20 treatment indicating that B-cell depletion promoted PC differentiation rather than a long-lived PC selection. BAFF (B-cell activating factor) and CD4+ T-cells played a major role in plasma cell survival since combination of anti-CD20 with anti-BAFF or anti-CD4 antibodies dramatically reduced the number of splenic EYFP+B220- LLPC. Anti-CD20 treatment also promoted the differentiation of LLPC in the spleen in the lupus prone NZB/W model, while a treatment combining anti-CD20 with anti-BAFF induced a marked reduction in total splenic PC numbers. These results suggest that the process of PC maturation upon anti-CD20 treatment is a general mechanism and that interfering with anti-BAFF antibody at the time of B-cell depletion might greatly improve the response rate in auto-immune disease.

Les lymphomes B non-Hodgkiniens (LNHB) représentent le type d’hémopathie maligne le plus fréquent. Ces pathologies sont traitées par l’association de chimiothérapies conventionnelles et d’immunothérapies dirigées contre le CD20. Bien qu’efficace, 40% des patients résistent ou rechutent après le traitement. Deux raisons peuvent expliquer ces échecs thérapeutiques : 1) l’absence de cibles thérapeutiques impliquées dans plusieurs processus oncogéniques et 2) l’absence de modèles pré-cliniques de LNHB pertinents pour le test de molécules thérapeutiques et la compréhension de la lymphomagenèse. Le calcium est un messager ubiquitaire qui est impliqué dans de nombreux processus cellulaires en condition physiologique et pathologique. La principale voie d’entrée de calcium dans les lymphocytes B est l’entrée capacitive de calcium médiée par Orai1 et STIM1. Ces deux protéines ont été largement décrites pour être impliquées dans les processus tumoraux de nombreux cancers, cependant leurs rôles dans la lymphomagenèse restait à élucider. Nos travaux ont révélé l'implication de la signalisation calcique dans la mort induite par le GA101, un anti CD20 de nouvelle génération actuellement en essai clinique. De plus, nous avons mis en évidence l’implication des protéines Orai1 et STIM1 dans la migration des cellules cancéreuses de LNHB. De manière intéressante, l’implication de ces deux protéines dans la migration cellulaire est calcium indépendante, suggérant donc un nouveau rôle de ces protéines. Enfin, grâce à la technologie des capsules cellulaires nous avons établi un nouveau modèle 3D de lymphome mimant la niche tumorale en incluant des cellules du microenvironnement et de la matrice extracellulaire. Ce modèle semble particulièrement pertinent pour le screening de molécules et la compréhension des mécanismes de la lymphomagenèse. Ce travail de thèse révèle ainsi le ciblage de Orai1 et STIM1 comme potentiellement intéressant dans le traitement du LNHB. / B-cell non-Hodgkin lymphomas (BNHL) are the most common hematological malignancies, usually treated with a combination of chemotherapy and anti CD20 immunothérapie. However, 40% of patients are resistant or relapse after treatment. These therapeutic failures could be due to 1) lack of therapeutic targets implicated in several oncogenic processes, 2) lack of relevant preclinical BNHL models for drug screening and lymphomagenesis studies. Calcium is an essential second messenger involved in various cell functions. In B cells, calcium entry is mainly due to Orai1 and STIM1 proteins, both of which have been associated with oncogenesis on solid tumors. However, their role in lymphomagenesis still remains to be elucidated. Our work shows that calcium signaling in BNHL cells participates in cell death induced by GA101, a novel anti-CD20 monoclonal antibody. We also demonstrate that Orai1 and STIM1 play a role in BNHL cell migration. Interestingly, both proteins controlled cell migration in a calcium-independent manner, suggesting a new role for these proteins. Finally, using cellular capsule technology, we established a new BNHL 3D model mimicking tumoral niche by including extracellular matrix and stromal cells. This new model could be used for drug screening and understanding lymphomagenesis. In summary, this work suggests that targeting of Orai1 and STIM1 is promising for BNHL treatment.

Die B-CLL ist eine niedrigmaligne Erkrankung, die im höheren Lebensalter auftritt und für die es weiterhin keine dauerhaft kurative Therapie gibt. Die Erforschung der genetischen Grundlagen dieser Krankheit könnte Erkenntnisse über die Funktionsmechanismen und neue Diagnose- und Therapieansätze erbringen. Ziel dieser Arbeit war es, eine Genbank von CLL-Patienten bzw. gesunden Spendern zu erstellen, um Gene, die für die Entstehung der Erkrankung mitverantwortlich sein könnten, zu identifizieren. Die subtraktive suppressive Hybridisierung (SSH) wurde als Methode eingesetzt, um cDNA-Mischungen zu generieren, in denen differentielle Gene angereichert wurden. In dieser Arbeit wurden drei differentielle Gene identifiziert. Eines dieser Gene kodiert den Oberflächenmarker CD5, der bei CLL-Erkrankten stärker exprimiert wurde. Da CD5 ein für die B-CLL relativ spezifischer Marker ist, bestätigte dieses Ergebnis die Qualität der Genbank. Mit Hilfe der SSH wurde ein Verlust der Expression der cDNA für den Oberflächenmarker CD20 bei CLL-Erkrankten nachgewiesen. CD20 ist möglicherweise ein Kalziumkanal und wird als Ziel des anti-CD20-Antikörpers Rituximab verwendet. Der Verlust von CD20 im Verlauf der Erkrankung konnte in dieser Arbeit angedeutet werden. Weiterhin wurde eine verringerte Expression von cDNA für IkappaBa (Mad-3) bei CLL-Patienten entdeckt. Der Transkriptionsfaktor IkBa spielt im zellulären Ablauf der Apoptose eine wichtige Rolle. Phosphoryliertes IkBa inhibiert die Wirkung von NF-kB. Eine Reduktion von IkBa-cDNA könnte ebenfalls die Funktion von NF-kB beeinflussen. Dieses Ergebnis könnte auch für zukünftige immuntherapeutische Ansätze von Bedeutung sein. Weiterhin sind die nachgewiesenen Gene interessant für die Technik des "DNA-Microarrays". Diese schnelle Methode ermöglicht kostengünstige Diagnosen und könnte daher eine zukunftsweisende Alternative zu herkömmlichen Ansätzen bieten. In der vorliegenden Arbeit konnten differentielle Transkripte auf mRNA-Ebene bei B-CLL-Erkrankten und gesunden Kontrollen festgestellt und untersucht werden. Die Ergebnisse geben neue Einsichten über Onkogene und Tumorsurpressorgene in der B-CLL und eröffnen zukünftige immuntherapeutische Ansätze. / The B-CLL is a malignancy that appears in the higher age and for which it gives further no durably curative therapy. The investigation of the genetic bases of this illness could furnish understandings of the function mechanisms and new diagnosis and therapy extensions. It was the goal of this work of generating a gene bank of CLL-patients and healthy donors, in order to identify genes, that could be responsible for the origin of the disease. The subtractive suppressive hybridisation (SSH) was inserted as a method in order to generate cDNA-mixtures, in which differential genes were enriched. In this work, three differential genes were identified. One of these genes codes for CD5 that in CLL-patients was stronger expressed. Because CD5 is a marker relatively specific for the B-CLL, this result confirmed the quality of the gene bank. By means of the SSH, a loss of the Expression of the cDNA was proved for CD20 in CLL-patients. Possibly CD20 is a calcium canal and is used as a goal of the anti-CD20-antibody Rituximab. The loss of CD20 in the progress of the disease could be indicated in this work. Further a diminished expression was discovered by cDNA for IkBa (Mad-3) in CLL-patients. The transcription factor IkBa plays an important role in the cellular system of apoptosis. Phosphorylated IkBa is inhibiting the effect of NF-kB. A reduction of IkBa-cDNA could influence also the function of NF-kB. This result could be interesting for future immune therapeutic extension. Further the proved genes are interesting for the technology of the "DNA-Microarrays". This fast method enables favorable diagnoses and could offer therefore a leading-edge alternative to conventional extensions. In the existing work, differential transcripts could be assessed on mRNA-levels in B-CLL-patients and healthy donors. The results give new insights over oncogenes and tumor surpressing genes in the B-CLL and open future immune therapeutic extensions.

Das FMC7-Antigen, eine unbekannte B-Zell-Membranstruktur, dient als eines der immunphänotypischen Grundkriterien zur Diagnose der typischen B-CLL. Die unterschiedliche CD20-Expressionsintensität ist auch ein charakteristisches Merkmal bei der Subtypisierung der Lymphomentitäten. In der vorliegenden Arbeit wurde die Modulation des CD20- und des FMC7-Antigens während einer Therapie mit CD20-Antikörper (Rituximab) bei Patienten mit indolenten B-Zell-Lymphomen untersucht. Bei der durchflusszytometrischen Untersuchung quantitativer und qualitativer Charakteristika der monoklonalen B-Zell-Population bei CLL- (n=12) und Non-CLL-Patienten (n=10) unmittelbar nach der Antikörperinfusion und bis zur 8. Woche nach der Therapie wurden parallele Veränderungen von FMC7 und CD20 festgestellt. Die Anzahl und die Fluoreszenzintensitäten der für die beiden Antigene positiven Zellen korrelierten signifikant sowohl bei der malignen Zell-Population (Kurzzeitbeobachtung: n=89; r=0,9; p / The FMC7, although being an unknown structure of the B-cell membrane, represents one of the basic immunophenotypic criteria for the diagnosis of the typical B-CLL. A different CD20 expression is a characteristic sign for the sub-typing of lymphomas also. The underlying study investigated the qualitative and quantitative modulation of the CD20 and FMC7 antigens in patients with indolent B-cell lymphomas (CLL, n=12 and non-CLL, n=10) during the therapy with a CD20 antibody (rituximab). Concomitant changes of FMC7 and CD20 expression were found immediately after rituximab infusion and up to 8 weeks thereafter. A correlation was seen for the number of positive malignant cells and for the corresponding fluorescence intensity (short-time observation n=89; r=0.9; p

Les anticorps monoclonaux (AcM) anti-CD20 sont essentiels pour le traitement du lymphome non hodgkinien et de la leucémie lymphoïde chronique (LLC). Les AcM agissent soit en activant directement la signalisation apoptotique dans les cellules cibles, soit via le système immunitaire. Dans une étude préclinique, nous avons montré que le traitement avec AcM anti-CD20, rituximab et GA101, induit l'expression de la protéine early growth response 1 (EGR-1) (Dalle et al., 2011). EGR-1 est un facteur de transcription régulé par le calcium (Ca2+) et CD20 est impliqué dans la régulation du flux calcique transmembranaire. Nous avons donc étudié le rôle d'EGR-1 et du flux Ca2+ dans l'activité cytotoxique des AcM anti-CD20. Nous avons montré qu'EGR-1 est rapidement induit suite à l'exposition au rituximab et à GA101. La baisse de l'expression d'EGR-1 par shRNA a supprimé l'effet cytotoxique du GA101 à la fois in vitro et in vivo, indiquant qu'EGR-1 est requis pour la mort cellulaire médiée par CD20. De plus, la surexpression d'EGR-1 augmente la sensibilité au GA101 in vitro et in vivo. En outre, nos résultats indiquent que les AcM anti-CD20 induisent un flux Ca2+. Le blocage du flux Ca2+ par inhibiteurs de canaux calciques (ICC) a aboli l'induction d'EGR-1 ainsi que l'efficacité du GA101 in vivo et ex vivo dans des échantillons de LLC. Plus important, nos données indiquent que les patients recevant des ICC ont une moins bonne réponse au traitement par les AcM anti-CD20. En conclusion, nous avons identifié EGR-1 comme potentiel biomarqueur pour prédire la réponse à la thérapie anti-CD20 et démontré que les ICC ont un impact négatif sur l'efficacité des AcM anti-CD20 chez les patients / Anti-CD20 monoclonal antibodies (mAbs) are an essential component of the treatment of patients with non-Hodgkin's lymphoma and chronic lymphocytic leukemia (CLL). They mediate their antitumor effects by activating the immune system or by direct apoptotic signaling in target cells. In a previous preclinical study, we showed that treatment with anti-CD20 mAbs, rituximab and GA101, resulted in upregulated expression of early growth factor 1 (EGR-1) (Dalle et al. 2011). EGR-1 is a calcium (Ca2+) regulated transcription factor and CD20 is hypothesized to regulate transmembrane Ca2+ flux. Therefore, we aimed to assess the role of EGR-1 and Ca2+ flux in the cytotoxic activity of anti-CD20 mAbs. We have shown that EGR-1 expression is rapidly upregulated in CD20+ cells following rituximab and GA101 exposure. Decreasing EGR-1 expression by shRNA abolishes the direct cytotoxic effect of GA101 both in vitro and in vivo, indicating that EGR-1 is required for CD20-mediated cell death. Additionally, the overexpression of EGR-1 enhances the cytotoxic activity of GA101 both in vitro and in vivo. Furthermore, our results indicate that anti-CD20 mAbs induce calcium influx. Blocking the Ca2+ flux with calcium channel blockers (CCB) abolishes EGR-1 induction and impaires the GA101 efficacy in vivo and ex vivo in CLL blood samples. More importantly, our data indicate that patients receiving CCBs and anti-CD20 therapy have worst progression free survival and overall survival. In conclusion we have identified EGR-1 as a potential biomarker to predict response to anti-CD20 therapy. We demonstrated that co-treatement with CCBs negatively impacts the outcome of patients receiving anti-CD20 mAbs

Submitted by Priscila Nascimento (pnascimento@icict.fiocruz.br) on 2012-11-09T16:36:26Z No. of bitstreams: 1 carlos-humberto-marques.pdf: 2761227 bytes, checksum: cf168e11c904e07038251644b2018901 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-11-09T16:36:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 carlos-humberto-marques.pdf: 2761227 bytes, checksum: cf168e11c904e07038251644b2018901 (MD5) Previous issue date: 2005-05 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto de Tecnologia em Imunobiológicos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil. / Os anticorpos monoclonais possuem diversasaplicações em transplantes, na composição de conjuntosde reativos para diagnóstico, grande variedade de doenças auto-imunes e, principalmente, na terapia do câncer. A tecnologia de produção de anticorpos monoclonais recombinantes revolucionou a geração de imunoglobulinas, possibilitando a obtenção de anticorpos humanizados dirigidos a uma grande variedade de antígenos específicos. A baixa seletividade das metodologias atuais para diagnóstico e terapia de neoplasiasconstitui um dos principais empecilhospara a prática oncológica. Nesse particular, a utilização de imunoglobulinas submetidas à engenharia genética já é uma realidade e significa um avanço estratégico, abrangendo cerca de 25% do mercado biofarmacêutico global de proteínas terapêuticas. Este trabalho aponta os aspectos fundamentais à concretização da metodologia de humanização de anticorpos por transplante das regiões determinantes de complementaridade – CDR, com ênfase em uma proposta de produção do anticorpo anti – CD20 contrao Linfoma Não-Hodgkin. A introdução do Instituto de Tecnologia emImunobiológicos - Bio-Manguinhos nesse promissor e importante mercado de biofármacos através da implantação da metodologia de humanização do anticorpo monoclonal murino anti-CD20 é objeto desta dissertação. Viabilizar sua produção torna-se extremamente importante, tanto para a identificação precisa e precoce da enfermidade, quanto para atender um segmento do mercado brasileiro ainda desprovido de tratamento abrangente e eficaz. A apresentação do estudo dos anticorpos, sua estrutura e características, o estudo dosdiferentes sistemas de expressão, cultivo, purificação,bem como a proposta de reestruturação e redimensionamento do Laboratório de Tecnologia de Anticorpos Monoclonais, parcerias, colaborações, recursos humanos necessários e aspectos de mercado, são aqui considerados. / Monoclonal antibodies (Mabs) have several applications in transplants, reagents for diagnosis, a great variety ofauto-immune diseases and mainly, in cancer therapy. Mabs production employing recombinant echnologymade a revolution in immunoglobulinsgeneration, enabling the production of humanized antibodiesthat recognize specific antigens. The low selectivity of the current techniquesfor neoplasm diagnosis and therapy is one of the major impediments for oncology practice. In this regard, the use of eneticallyengineered immunoglobulins has become a reality and meansa strategic development comprising around 25% of the global biopharmaceutical market. This work shows the most important aspects in Mabs humanization through complementary determining regions (CDR) graft methodology, emphasizing a proposal ofanti-CD20 Mab production against non-Hodgkin lymphoma. Introducing the Instituto de Tecnologia emImunobiológicos – Bio-Manguinhos in this important and promising biopharmaceutical market through the establishment of humanization methodology is the main object of this dissertation. Making humanized Mabs production feasible is veryimportant not only for the earlyand precise identification of illnesses, but also to meet a demand of the Brazilian market that still lacks comprehensive and efficient treatment. The study of Mabs, their structureand properties, expression systems, cultivation, purification, new dimensions and structure of the laboratory, partnerships, cooperation,human resources and market analysis are considered herein.

Follicular lymphoma (FL) is the second most common non-Hodgkin lymphoma (NHL). FL is clinically designated as an indolent disease with a long median survival of 8-10 years. However, the clinical and biological behavior of FL shows considerable variability, with some patients showing aggressive disease progression and very short survival. Because defects in the regulation of apoptotic cell death are fundamental in FL pathogenesis, we hypothesized that deregulated expression of components of the pRb signaling pathway may promote cell proliferation, thereby complementing antecedent anti-apoptotic mutations and producing more aggressive disease. In the present study we undertook an immunohistochemical (IHC) evaluation of expression of key cell-cycle regulatory proteins in diagnostic biopsies from 127 cases of FL using formalin-fixed, paraffin-embedded tissues (FFPE) in tissue microarray (TMA) sections immunostained for p53, pRb, p16INK4A and cyclin D3. Data analysis revealed that increased abundance of p53 or p16INK4A is associated with reduced overall survival (OS) (p=0.005 and p=0.014 respectively), and with conventional pathological markers of tumour aggressiveness including high histologic grade. Encouraged by this remarkable finding of a counterintuitive association between p16INK4A expression and clinical outcome, we analyzed CDKN2A gene deletion and methylation, as these are the most frequent mechanisms of the CDKN2A gene inactivation in NHL including FL. We determined the deletion and methylation status of CDKN2A in 105 FL cases. Laser-capture microdissection was used to enrich the samples for lymphoma cells. CDKN2A was deleted in 9 cases and methylated in 22 cases. The 29 cases (28%) with CDKN2A deletion or methylation had decreased overall survival (OS) (p=0.046) in all cases and in cases treated with rituximab (p<0.001). Our findings indicate that deleterious alterations of CDKN2A are relatively prevalent in FL at diagnosis and can predict poor clinical outcome. In summary, our data reveal novel insights into the pathogenesis of FL and suggest a relationship between increased p16INK4A expression and CDKN2A deletion or methylation and unfavorable clinical outcome in FL. We hope that the work presented herein will provide a useful prognostic tool for predicting the prognosis and choosing optimal treatment approaches to help patients suffering from FL. / Thesis (Ph.D, Pathology & Molecular Medicine) -- Queen's University, 2013-03-12 23:49:44.541

CD20 est une phosphoprotéine transmembranaire exprimée spécifiquement à la surface des lymphocytes B. Malgré les nombreuses études qui ont montré son implication dans le flux calcique, son rôle physiologique est assez mal connu. Cependant, des études récentes ont démontré que CD20 peut jouer un rôle important dans la mort cellulaire. D’ailleurs, le rituximab, un anticorps monoclonal chimérique dirigé contre CD20 humain, a montré son efficacité dans le traitement de nombreuses maladies auto-immunes. Cet anticorps est capable d’induire une profonde déplétion des lymphocytes B, qui va également interférer avec la coopération T et la sécrétion de cytokines. En plus, l’engagement du CD20 à la surface des cellules induit la mort cellulaire, alors que la partie cytoplasmique de cette molécule ne possède pas un motif de mort. Donc, il est possible que cette réponse soit médiée par des molécules qui semblent être associées au CD20 comme CD40. En effet, CD40, une glycoprotéine transmembranaire de type I, est un composant majeur du système immunitaire, dont l’engagement pourrait moduler la fonction cellulaire et même conduire à la mort rapide des cellules B. Le travail présenté dans ce mémoire porte sur l’étude de la mort cellulaire induite par un anti-CD20, le rituximab, ainsi que l’étude du rôle de l’association CD20/CD40 dans la mort cellulaire médiée par cet anticorps. Nos résultats montrent que la mort cellulaire induite par le rituximab varie en fonction du type cellulaire et du niveau d’expression du CD20, et que la présence du CD40 à la surface des cellules augmente l’activité de la mort cellulaire induite par le rituximab. En plus, CD20 et CD40 sont associés à la surface cellulaire, et la partie cytoplasmique n’est pas impliquée dans cette association mais semble être importante dans la mort cellulaire induite via CD20. / CD20 is a transmembrane phosphoprotein specifically expressed at the surface of B cells. Despite the many studies that have shown its involvement in calcium flux, its physiological role is poorly understood. However, recent studies have shown that CD20 can play an important role in cell death. Moreover, rituximab, a chimeric monoclonal antibody directed against human CD20, has shown efficacy in the treatment of many autoimmune diseases. Indeed, this antibody is able to induce a profound depletion of B cells and interfere in T cooperation and secretion of cytokines. In addition, the engagement of CD20 at the cell surface induces cell death, while the cytoplasmic portion of this molecule has no death domain. So, it is possible that this response is mediated by molecules that could be associated with CD20, like CD40. In fact, CD40, a type I transmembrane glycoprotein, is a major component of the immune system. The engagement of CD40 can modulate cellular function and may even lead to rapid B cell death. The work presented in this thesis will focus on the study of cell death induced by an anti-CD20, rituximab, and on the role of the association of CD40 with CD20 at the cell surface in susceptibility to cell death mediated by this antibody. Our results show that cell death induced by rituximab depends on cell type and on the levels of expression of CD20, and that the presence of CD40 at the cell surface increases cell death induced by rituximab. In addition, CD20 and CD40 are associated at the cell surface, and the cytoplasmic portion is not involved in this association but seems to be important in induction of cell death by CD20.

CD20 est une phosphoprotéine transmembranaire exprimée spécifiquement à la surface des lymphocytes B. Malgré les nombreuses études qui ont montré son implication dans le flux calcique, son rôle physiologique est assez mal connu. Cependant, des études récentes ont démontré que CD20 peut jouer un rôle important dans la mort cellulaire. D’ailleurs, le rituximab, un anticorps monoclonal chimérique dirigé contre CD20 humain, a montré son efficacité dans le traitement de nombreuses maladies auto-immunes. Cet anticorps est capable d’induire une profonde déplétion des lymphocytes B, qui va également interférer avec la coopération T et la sécrétion de cytokines. En plus, l’engagement du CD20 à la surface des cellules induit la mort cellulaire, alors que la partie cytoplasmique de cette molécule ne possède pas un motif de mort. Donc, il est possible que cette réponse soit médiée par des molécules qui semblent être associées au CD20 comme CD40. En effet, CD40, une glycoprotéine transmembranaire de type I, est un composant majeur du système immunitaire, dont l’engagement pourrait moduler la fonction cellulaire et même conduire à la mort rapide des cellules B. Le travail présenté dans ce mémoire porte sur l’étude de la mort cellulaire induite par un anti-CD20, le rituximab, ainsi que l’étude du rôle de l’association CD20/CD40 dans la mort cellulaire médiée par cet anticorps. Nos résultats montrent que la mort cellulaire induite par le rituximab varie en fonction du type cellulaire et du niveau d’expression du CD20, et que la présence du CD40 à la surface des cellules augmente l’activité de la mort cellulaire induite par le rituximab. En plus, CD20 et CD40 sont associés à la surface cellulaire, et la partie cytoplasmique n’est pas impliquée dans cette association mais semble être importante dans la mort cellulaire induite via CD20. / CD20 is a transmembrane phosphoprotein specifically expressed at the surface of B cells. Despite the many studies that have shown its involvement in calcium flux, its physiological role is poorly understood. However, recent studies have shown that CD20 can play an important role in cell death. Moreover, rituximab, a chimeric monoclonal antibody directed against human CD20, has shown efficacy in the treatment of many autoimmune diseases. Indeed, this antibody is able to induce a profound depletion of B cells and interfere in T cooperation and secretion of cytokines. In addition, the engagement of CD20 at the cell surface induces cell death, while the cytoplasmic portion of this molecule has no death domain. So, it is possible that this response is mediated by molecules that could be associated with CD20, like CD40. In fact, CD40, a type I transmembrane glycoprotein, is a major component of the immune system. The engagement of CD40 can modulate cellular function and may even lead to rapid B cell death. The work presented in this thesis will focus on the study of cell death induced by an anti-CD20, rituximab, and on the role of the association of CD40 with CD20 at the cell surface in susceptibility to cell death mediated by this antibody. Our results show that cell death induced by rituximab depends on cell type and on the levels of expression of CD20, and that the presence of CD40 at the cell surface increases cell death induced by rituximab. In addition, CD20 and CD40 are associated at the cell surface, and the cytoplasmic portion is not involved in this association but seems to be important in induction of cell death by CD20.

To supplement and modify the diagnosis and clinical research of B-cell Chronic Lymphocytic Leukemia (B-CLL), a new method based on cell imaging and image processing was developed and applied to the B-CLL patient samples. The fluorophore-labelled leukemia cells were clearly visualized, reflecting the positive/negative expression of the corresponding surface markers and their distribution. Computer algorithms were devised and used to analyze a large number of images. The fluorescence intensity of the labelled antibodies on a given cell directly reflects the expression of the corresponding surface markers. The morphology and size of leukemia cells were not identical even in the same patient’s sample and the size variation does not correlate with the number of surface markers. The amount of each surface marker was approximately fixed for each patient, but there were some relationships, for instance, the number of CD19 and CD38 markers were correlated to each other. The heterogeneous expression of surface markers confirmed an assumption that surface markers have their preferred membrane positions. One of the most important results is that the cell imaging and our image processing method has provided an alternative and reliable way to diagnose B-CLL and new insights in the prognosis of subtype of B-CLL.