Les lymphocytes B de la zone marginale (MZB) dérivent d’une voie de différenciation indépendante du centre germinatif chez la souris, mais cette question reste controversée chez l’homme. Chez la souris, la différenciation de ces cellules s’effectue dans la rate en utilisant la voie Notch2. Un précurseur lymphoïde murin a été identifié, et sa différenciation en MZB par des signaux Notch2 a été démontrée in vitro. Nous avons cherché un tel précurseur dans le compartiment B IgD+ CD27- splénique chez l’homme. Sur la base de sa capacité à acquérir in vitro les marqueurs des cellules MZB en réponse à un signal donné par le ligand de Notch, Delta Like One (Dll1), nous avons identifié dans la rate humaine deux populations de cellules B potentiellement précurseurs. La première présente un taux de mutations somatiques se rapprochant du taux des MZB et semble engagée dans une voie de différenciation plus mature qui reste à préciser ; la deuxième très peu mutée parait être un précurseur très précoce des MZB. In vitro cette population acquière un programme qui la rapproche des MZB, ce qui est confirmé par l’induction de gènes que nous avons identifié comme spécifiquement exprimés par les MZB (comme le facteur de transcription SOX7) comparés aux cellules B mémoires. Cette population est majoritairement présente durant l’enfance puis diminue fortement. Nous avons aussi identifié, dans la rate de jeunes enfants, des cellules non-lymphoïdes exprimant DLL1 à la périphérie de la zone marginale. Pour confirmer ces résultats, nous avons analysés le sang de trois patients présentant une mutation génétique invalidant un des deux allèles du gène NOTCH2 (Syndrome d’Alagille). Contrairement aux contrôles sains, ces patients présentent un taux de cellules MZB dans le sang 2 à 3 fois diminué en comparaison du taux de cellules B mémoires. Ce phénotype rappelle celui des souris haploinsuffisantes pour Notch2, ce qui semble bien confirmer que, chez l’homme comme chez la souris, la population zone marginale représente un lignage cellulaire spécifique dont la mise en place est indépendante du centre germinatif. / Marginal zone B cell (MZB) is a specific B cell lineage in mice. The existence of such a lineage in human remains controversial. In mice, MZB differentiation takes place in the spleen and is under the control of a Notch2 signal. A marginal zone B cell precursor (MZP) has been identified in mice and its in vitro differentiation into MZB cell requires a Notch2 signaling. We have looked for such a precursor among IgD+ CD27- splenic B cell compartment in human. Based on its ability to acquire MZB cell markers in vitro after a Notch signaling, provided by the Notch ligand Delta Like One (Dll1), we identified in human spleen two B cell subsets that could be putative precursors. One shows a mutational rate close to the rate found in MZB and seems already engaged in an unidentified mature differentiation stage. The second population appears almost unmutated and seems to be a very early precursor for MZB. In vitro, this population acquires a transcriptional program resembling the MZB program. This is confirmed by the induction of genes specifically expressed by MZB (like SOX7) compared to B cell memory. Putative MZP is found in a higher proportion in children compared to adults and we also identified in children spleen non-lymphoid cells expressing DLL1 at the marginal zone border. To confirm all these results, we analyzed blood samples of three patients that are mutated in one of the two NOTCH2 alleles and suffering from the Alagille syndrome. Contrarily to healthy controls, the 3 Alagille patients showed a 2 to 3 fold decrease in MZB level compared to memory B cell level. Interestingly this phenotype is similar to mice showing a Notch2 haploinsufficiency, thus confirming that MZB population is, as in mice, a specific B cell lineage in human.

La zone marginale de la rate apparaît comme un lieu stratégique de détection des antigènes et agents pathogènes véhiculés par le sang. Ces propriétés sont principalement liées à la présence de cellules appartenant au système immunitaire inné parmi lesquelles se trouvent des nombreuses cellules présentatrices d'antigènes (APC), comme les macrophages, les lymphocytes B de la zone marginale (MZB) ou encore les cellules dendritiques (DC). Ces cellules représentent une première ligne de défense contre les pathogènes véhiculés par le sang et sont importantes pour l'initiation des réponses immunes. Il a fortement était suggéré la localisation dans la zone marginale d'une autre population appartenant au système immunitaire inné : les lymphocytes T Natural Killer invariants ou iNKT. Ces lymphocytes T non conventionnels sont caractérisés par l'expression de marqueurs de cellules NK et de lymphocytes T conventionnels notamment le TCR. Contrairement aux lymphocytes T conventionnels, les iNKT reconnaissent des antigènes (Ag) lipidiques (d'origine exogène ou endogène) présentés par l'intermédiaire de la molécule CD1d exprimée à la surface des APC, notamment les DC. En réponse à ces lipides, et notamment l'α-galactosylceramide (α-GalCer), les cellules iNKT ont la capacité unique de sécréter rapidement de grandes quantités de cytokines immunomodulatrices comme l'IFN-γ et/ou l'IL-4 qui, en retour, permettent l'activation d'autres populations immunes telles que les DC, les cellules NK, les lymphocytes B et lymphocytes T conventionnels. Les DC, en tant qu'APC professionnelles, sont de puissantes cellules activatrices des lymphocytes T conventionnels mais également des iNKT. Cependant, bien que souvent souligné dans la littérature, le rôle des autres APC dans l'activation des lymphocytes T conventionnels mais surtout des iNKT restait relativement obscur lorsque ce travail de thèse a débuté. Parmi les APC, les MZB représentaient des cibles idéales puisqu'elles ont la particularité d'exprimer fortement les molécules de présentation telle que les molécules du CMH de classe II, la molécule CD1d mais aussi les molécules de co-stimulation. Nous avons donc débuté notre travail par l'étude du rôle des MZB dans l'activation des lymphocytes conventionnels et des iNKT. Nous montrons que les MZB sensibilisés avec un peptide de l'ovalbumine sont capables d'activer les lymphocytes T CD4+, dont la réponse est orientée vers un profil Th1 après l'activation des MZB par le CpG-ODN (agoniste du TLR-9). Ainsi, les MZB se comportent comme de véritables APC. Nous avons ensuite étudié l'activation des iNKT en réponse à lα'-GalCer. De façon surprenante, bien que les MZB expriment fortement la molécule CD1d, elles sont incapables d'activer in vitro les iNKT primaires en réponse l'α-GalCer libre. Elles sont cependant capables de présenter l'α-GalCer aux iNKT suggérant qu'il manque aux MZB des facteurs (solubles ou non) pour induire l'activation des iNKT. De façon intéressante, l'ajout de DC non sensibilisées restaure la production d'IFN-γ et d'IL-4 par les iNKT co-cultivés en présence de MZB sensibilisés avec l'α-GalCer. Nous montrons que les DC participent à cette activation via un mécanisme de présentation croisée mais également via l'apport de facteurs nécessaires aux MZB pour induire l'activation des iNKT. Il existe une réelle coopération entre ces deux types d'APC pour une activation optimale des iNKT. Finalement, nous montrons que les MZB sensibilisés avec l'α-GalCer induisent l'activation des lymphocytes iNKT et NK in vivo. Nous nous sommes ensuite concentrés sur les DC qui comme indiqué ci-dessus, sont des APC professionnelles. Cependant, dans la rate, les DC représentent une population très hétérogène dont le rôle de chaque sous-population notamment dans l'activation des iNKT était également très peu connu lorsque ce travail a débuté.

La zone marginale de la rate apparaît comme un lieu stratégique de détection des antigènes et agents pathogènes véhiculés par le sang. Ces propriétés sont principalement liées à la présence de cellules appartenant au système immunitaire inné parmi lesquelles se trouvent des nombreuses cellules présentatrices d’antigènes (APC), comme les macrophages, les lymphocytes B de la zone marginale (MZB) ou encore les cellules dendritiques (DC). Ces cellules représentent une première ligne de défense contre les pathogènes véhiculés par le sang et sont importantes pour l’initiation des réponses immunes. Il a fortement était suggéré la localisation dans la zone marginale d’une autre population appartenant au système immunitaire inné : les lymphocytes T Natural Killer invariants ou iNKT. Ces lymphocytes T non conventionnels sont caractérisés par l’expression de marqueurs de cellules NK et de lymphocytes T conventionnels notamment le TCR. Contrairement aux lymphocytes T conventionnels, les iNKT reconnaissent des antigènes (Ag) lipidiques (d’origine exogène ou endogène) présentés par l’intermédiaire de la molécule CD1d exprimée à la surface des APC, notamment les DC. En réponse à ces lipides, et notamment l’α-galactosylceramide (α-GalCer), les cellules iNKT ont la capacité unique de sécréter rapidement de grandes quantités de cytokines immunomodulatrices comme l’IFN-γ et/ou l’IL-4 qui, en retour, permettent l’activation d’autres populations immunes telles que les DC, les cellules NK, les lymphocytes B et lymphocytes T conventionnels. Les DC, en tant qu’APC professionnelles, sont de puissantes cellules activatrices des lymphocytes T conventionnels mais également des iNKT. Cependant, bien que souvent souligné dans la littérature, le rôle des autres APC dans l’activation des lymphocytes T conventionnels mais surtout des iNKT restait relativement obscur lorsque ce travail de thèse a débuté. Parmi les APC, les MZB représentaient des cibles idéales puisqu’elles ont la particularité d’exprimer fortement les molécules de présentation telle que les molécules du CMH de classe II, la molécule CD1d mais aussi les molécules de co-stimulation. Nous avons donc débuté notre travail par l’étude du rôle des MZB dans l’activation des lymphocytes conventionnels et des iNKT. Nous montrons que les MZB sensibilisés avec un peptide de l’ovalbumine sont capables d’activer les lymphocytes T CD4+, dont la réponse est orientée vers un profil Th1 après l’activation des MZB par le CpG-ODN (agoniste du TLR-9). Ainsi, les MZB se comportent comme de véritables APC. Nous avons ensuite étudié l’activation des iNKT en réponse à lα’-GalCer. De façon surprenante, bien que les MZB expriment fortement la molécule CD1d, elles sont incapables d’activer in vitro les iNKT primaires en réponse l’α-GalCer libre. Elles sont cependant capables de présenter l’α-GalCer aux iNKT suggérant qu’il manque aux MZB des facteurs (solubles ou non) pour induire l’activation des iNKT. De façon intéressante, l’ajout de DC non sensibilisées restaure la production d’IFN-γ et d’IL-4 par les iNKT co-cultivés en présence de MZB sensibilisés avec l’α-GalCer. Nous montrons que les DC participent à cette activation via un mécanisme de présentation croisée mais également via l’apport de facteurs nécessaires aux MZB pour induire l’activation des iNKT. Il existe une réelle coopération entre ces deux types d’APC pour une activation optimale des iNKT. Finalement, nous montrons que les MZB sensibilisés avec l’α-GalCer induisent l’activation des lymphocytes iNKT et NK in vivo. Nous nous sommes ensuite concentrés sur les DC qui comme indiqué ci-dessus, sont des APC professionnelles. Cependant, dans la rate, les DC représentent une population très hétérogène dont le rôle de chaque sous-population notamment dans l’activation des iNKT était également très peu connu lorsque ce travail a débuté. / The spleen, with its highly specialized lymphoid compartments, plays a central role in clearing blood-borne pathogens. Innate immune cells, that are mainly present in the marginal zone of the spleen, are strategically located to respond to blood-borne microorganisms and viruses. Among innate cells, macrophages and marginal zone B (MZB) cells represent the first line of defense against blood-borne pathogens and with dendritic cells (DC) are important for initiation of the immune response. Along with these populations of antigen-presenting cells (APC), it was also suggested that invariant Natural Killer T (iNKT), a population of innate-like T lymphocytes, were also located in the marginal zone of the spleen. Unlike conventional T lymphocytes, iNKT cells recognize exogenous and self (glyco)lipid antigens (Ag) presented by the non-classical class I Ag presenting molecule CD1d expressed on APC, in particular DC. Upon lipid recognition, in particular in response to the non-mammalian glycolipid, α-galactosylceramide (α-GalCer), iNKT cells have the unique capacity to rapidly produce large amounts of immunoregulatory cytokines, including IFN-γ and IL-4, which lead to downstream activation of other immune populations (DC, NK cells, B cells and conventional T cells). Through this property, iNKT cells influence the strength and quality of the ensuing immune response. Dendritic cells, as professional APC, are potent activators of conventional T lymphocytes and iNKT cells. When we started our PhD, the role of APC other than DC in the priming of T lymphocytes including iNKT cells remained unclear. Among them, MZB cells represented good candidates since they express high levels of MHC class II and CD1d molecules and their ability to activate and orientate conventional and innate-like T lymphocytes, such as iNKT cells, were elusive. We show that MZB cells, when loaded OVA peptide promote the release of IFN-γ and IL-4 by antigen specific CD4+ T lymphocytes and their stimulation with CpG-ODN biases them toward more Th1 inducers. Surprisingly, although able to activate iNKT hybridomas, MZB cells sensitized with free α-GalCer do not directly activate ex vivo sorted iNKT cells unless DC are added to the culture system. Dendritic cells help MZB cells to promote iNKT cell activation in part through α-GalCer cross-presentation and also through DC-expressed co-factors. Interestingly, MZB cells amplify the DC-mediated activation of iNKT cells and depletion of MZB cells from total splenocytes strongly reduces iNKT cell activation in response to α-GalCer. Thus, DC and MZB cells provide help to each other to optimize iNKT cell stimulation. Finally, in vivo transfer of α-GalCer-loaded MZB cells potently activates iNKT and NK cells. Thus, we show for the first time a role of MZB cell in iNKT cell activation in response to free α-GalCer, an important finding to better understand the modalities of iNKT cell activation. As mentioned above, DC are professional APC and thus are strong activators of conventional and unconventional T lymphocytes. However, DC in the spleen represent an heterogeneous cell population and when we started our study, the role of DC subsets in T lymphocyte priming was still unclear. Among DC subsets, we concentrated on the major splenic DC subset located in the marginal zone, the CD8α- DC. This DC subset was further subdivided in CD4+ and CD4- subtypes. We provide evidences that CD4+ and CD4- DC are equally efficient at priming CD4+ T lymphocytes when loaded with OVA peptide and whole OVA, leading to a mixed Th1/Th2 response, and also CD8+ T lymphocytes when pulsed with OVA peptide (but not whole OVA).

Les lymphocytes B de la zone marginale (MZB) dérivent d'une voie de différenciation indépendante du centre germinatif chez la souris, mais cette question reste controversée chez l'homme. Chez la souris, la différenciation de ces cellules s'effectue dans la rate en utilisant la voie Notch2. Un précurseur lymphoïde murin a été identifié, et sa différenciation en MZB par des signaux Notch2 a été démontrée in vitro. Nous avons cherché un tel précurseur dans le compartiment B IgD+ CD27- splénique chez l'homme. Sur la base de sa capacité à acquérir in vitro les marqueurs des cellules MZB en réponse à un signal donné par le ligand de Notch, Delta Like One (Dll1), nous avons identifié dans la rate humaine deux populations de cellules B potentiellement précurseurs. La première présente un taux de mutations somatiques se rapprochant du taux des MZB et semble engagée dans une voie de différenciation plus mature qui reste à préciser ; la deuxième très peu mutée parait être un précurseur très précoce des MZB. In vitro cette population acquière un programme qui la rapproche des MZB, ce qui est confirmé par l'induction de gènes que nous avons identifié comme spécifiquement exprimés par les MZB (comme le facteur de transcription SOX7) comparés aux cellules B mémoires. Cette population est majoritairement présente durant l'enfance puis diminue fortement. Nous avons aussi identifié, dans la rate de jeunes enfants, des cellules non-lymphoïdes exprimant DLL1 à la périphérie de la zone marginale. Pour confirmer ces résultats, nous avons analysés le sang de trois patients présentant une mutation génétique invalidant un des deux allèles du gène NOTCH2 (Syndrome d'Alagille). Contrairement aux contrôles sains, ces patients présentent un taux de cellules MZB dans le sang 2 à 3 fois diminué en comparaison du taux de cellules B mémoires. Ce phénotype rappelle celui des souris haploinsuffisantes pour Notch2, ce qui semble bien confirmer que, chez l'homme comme chez la souris, la population zone marginale représente un lignage cellulaire spécifique dont la mise en place est indépendante du centre germinatif.

B cells have a central role in the pathogenesis of collagen-induced arthritis (CIA), an animal model of the autoimmune disease rheumatoid arthritis. In this report, a specific subset of an innate type of B cells, B-1 B cells, have been studied for the involvement in CIA. The B-1 B cells were shown to produce small amounts of collagen-specific antibodies upon stimulation in vitro, suggesting that they play a minor role in the development of CIA. This report also includes how marginal zone B cells, another innate type of B cells with natural collagen-reactivity, can be identified in the medullary sinuses of lymph nodes of collagen-immunized mice, implying involvement in auto antigen trapping.