Association entre les dérégulations des cellules dendritiques et les altérations des lymphocytes B présentes chez les patients infectés par le VIH

Abstract

La dérégulation du compartiment B est une conséquence importante de l’infection par le virus de l’immunodéficience humaine (VIH), qui peut mener à des manifestations autoimmunes et ultimement à des lymphomes B. Parmi les premières anomalies détectées, on dénote l’activation polyclonale, reflétée par la présence d’hyperglobulinémie (hyper-Ig) et des titres élevés d’autoanticorps chez les patients. On observe également une altération des dynamiques des populations, notamment une expansion de la population des cellules matures activées. De plus, les patients évoluent vers l’incapacité de générer une réponse humorale efficace, et sont sujets à une perte de la mémoire immunologique en phase chronique, caractérisée par une diminution de la population des cellules mémoires et par l’épuisement cellulaire. Toutefois, on connaît très peu les mécanismes impliqués dans de telles altérations. Les cellules dendritiques (DC) sont parmi les premières populations cellulaires à rencontrer et à propager le VIH lors d’une infection, et s’en trouvent affectées directement et indirectement, par le virus et ses composantes. On retrouve en effet une diminution des fréquences de DC dans le sang, les muqueuses et les organes lymphoïdes de patients infectés par le VIH, ainsi qu’un blocage au niveau de la maturation cellulaire. Toutefois, un débat perdure quant à l’apparition de ces altérations durant la phase aigüe de l’infection, et à la restauration des fréquences et des fonctions des DC chez les patients sous traitement. Cette controverse est due à la rareté des études longitudinales incluant des suivis qui s’échelonnent de la phase aigüe à la phase chronique de l’infection. Les DC jouent un rôle important dans le développement, la survie et l’activation des lymphocytes B, de façon T-dépendante et T-indépendante, notamment via des facteurs de croissance tel que BLyS (B lymphocyte stimulator). Par conséquent, nous formulons l’hypothèse que dans le cadre d’une infection VIH, les altérations observées au niveau des cellules B sont modulées par les DC. L’objectif majeur de cette étude est donc d’évaluer l’implication potentielle des DC dans les altérations des cellules B au cours de l’infection par le VIH. Pour ce faire, nous avons d’abord caractérisé de façon longitudinale le statut des populations de DC du sang périphérique de patients infectés au VIH et présentant différents types de progression de la maladie. Cela nous a permis d’évaluer la présence d’une corrélation entre les dynamiques de DC et le type de progression. Par la suite, nous avons évalué la capacité des DC à exprimer BLyS, puis mesuré sa concentration ainsi que celles d’autres facteurs de croissance des cellules B dans le plasma des patients. Enfin, nous avons caractérisé le statut des lymphocytes B, en fonction du stade de l’infection et du taux de progression clinique des patients. Cette étude démontre une diminution de la fréquence des populations de DC myéloïdes (mDC) dans le sang de patients infectés par le VIH sujets à une progression clinique. Cette diminution est observée dès le stade aigu de l’infection et au-delà du traitement antirétroviral (ART). Des concentrations élevées de MCP-1 (monocyte chemotactic protein), MIP (macrophage inflammatory protein) -3α et MIP-3β suggèrent la possibilité d’un drainage vers des sites périphériques. Nous observons également des niveaux supérieurs à la normale de précurseurs CD11c+CD14+CD16- en phase chronique, possiblement liés à une tendence de régénération des DC. Les patients en phase chronique présentent de hautes concentrations plasmatiques de BLyS, reflétée par un haut taux d’expression de cette cytokine par les mDC et leurs précurseurs. Parallèlement, nous observons une expansion des cellules B matures activées ainsi que des taux élevés d’IgG et IgA dans le sang de ces patients. De plus, nous constatons l’expansion d’une population de cellules B qui présente à la fois des caractéristiques de cellules B immatures transitionnelles (TI, transitional immature), et de cellules B recirculantes activées de la zone marginale (MZ, marginal zone), considérées ici comme des «précurseurs/activées de la MZ». Cette étude démontre aussi, chez les progresseurs lents, une meilleure préservation du compartiment des DC du sang périphérique, accompagnée d’une augmentation de précurseurs des DC de phénotype CD11c+CD14+CD16+, ainsi que des concentrations plasmatiques et niveaux d’expression normaux de BLyS. Conséquemment, nous n’avons pas observé d’augmentation des cellules B matures activées et des cellules B précurseurs/activées de la MZ. Toutefois, la fréquence des cellules B matures de la MZ est diminuée, reflétant possiblement leur recrutement vers des sites périphériques et leur contribution à un mécanisme actif de contrôle de la progression de la maladie. L’ensemble de ce travail suggère que dans le cadre d’une infection au VIH, les altérations observées au niveau des DC modulent les anomalies des cellules B. Par conséquent, le maintien de l’équilibre des fonctions DC, notamment les fonctions noninflammatoires, pourrait avoir un impact important dans la prévention de la progression de maladies associées aux altérations du compartiment des cellules B.

Dysregulations of the B cell compartment are an important consequence of human immunodeficiency (HIV) infection, which can lead to auto-immune manifestations and ultimately to B cell lymphomas. One of the first alterations is polyclonal activation, reflected by hyperglobulinemia (hyper-Ig) and elevated autoantibody titers. We can also observe alterations in population dynamics, namely an expansion of the pool of activated B cells. Furthermore, HIV infected patients evolve towards the incapacity to generate effective humoral responses, and experience a loss of immunological memory in the chronic phase, characterized by a decrease in the memory B cell pool and cell exhaustion. The mechanisms involved in this phenomenon are poorly understood and thus remain to be elucidated. Mucosal dendritic cells (DC) are among the first cell populations to encounter HIV during an infection and are directly and indirectly affected by the virus and viral components. Indeed, HIV infected individuals present decreased DC frequencies in their blood, mucosaeand lymphoid organs, as well as a block in DC maturation process. However, whether these defects appear as soon as the acute phase and persist beyond ART, remains controversial. This is mainly due to the scarcity of longitudinal studies including patients’ visits from the earliest phases of infection and following ART. DC play an important role in T-dependent and T-independent B cell development, survival and activation, namely through the production of growth factors such as B Lymphocyte Stimulator (BLyS). Therefore, we hypothesize that B cell abnormalities in HIVinfected individuals may be modulated by altered DC populations. The main objective of this study is to evaluate DC involvement in the establishment of B cell alterations related to HIV infection. We have thus first characterized the DC status by longitudinally assessing the dynamics of peripheral blood DC populations of HIV infected individuals with different rates of disease progression. This allowed us to evaluate the potential correlation between DC population dynamics and rate of disease progression. We have then evaluated BLyS expression by mDC and their precursors, and measured plasma concentrations of BlyS and other cytokines with B cell growth factor properties. Finally, we have characterized the dynamics of blood B cell populations, with regard to the phase of HIV infection and the rate of clinical progression. We demonstrate a decrease in the frequencies of blood myeloid DC (mDC) in HIV progressors. This drop was observed as early as in the acute phase and following the initiation of ART. Elevated blood concentrations of monocyte chemotactic protein (MCP) -1, macrophage inflammatory protein (MIP) -3α and MIP-3β suggest that the observed decrease is due to recruitment to peripheral sites. However, this hypothesis will be tested in a subsequent projet. We have also observed an increase of monocytic CD11c+CD14+CD16- DC precursors in chronic phases, possibly reflecting the high DC turnover. Furthermore, chronically infected HIV progressors present elevated blood BLyS concentrations, and high BLyS expression by DC and DC precursors. In parallel, these patients present increased frequencies of blood mature activated B cells as well as hyper IgG and IgA. Interestingly, we also observe expansion of a B cell population with features of precursors/activated marginal zone (MZ) B cells. On the other hand, slow progressors show a better preservation of their mDC compartment, accompanied by an increase in DC precursors with a CD11c+CD14+CD16+ phenotype. These patients present normal BLyS plasma concentrations and membrane expression on DC and precursors. In parallel, they have normal frequencies of blood mature activated B cells and precursors/activated MZ B cells. However, we found decreased frequencies of mature MZ B cells, suggesting recruitment to peripheral sites and involvement in active control of disease progression. Our results suggest that, in an HIV infection, alterations observed in the DC compartment contribute to B cell abnormalities. Therefore, it is crucial to maintain the equilibrium of DC fonctions, namely non-inflammatory functions, in order to prevent progression of disease attributable to dysregulation of the B cell compartment.