Cellules plasmatiques de la moelle osseuse et allergies
Une étude révèle comment les plasmocytes de la moelle osseuse sont liés aux allergies et à la production d'anticorps.
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Les Anticorps sont des protéines spéciales qu'on trouve dans notre sang. Ils aident à nous protéger des infections et peuvent aussi jouer un rôle dans les allergies. Quand on tombe malade ou qu'on reçoit un vaccin, notre corps apprend à produire des anticorps contre ces germes spécifiques. Avec le temps, les niveaux de ces anticorps peuvent influencer à quel point on est susceptible de tomber malade ou d'avoir des Réactions Allergiques.
Un type spécifique de cellule appelé cellules plasmatiques de la moelle osseuse (CPMOs) est responsable de la production d'anticorps durables. Certaines de ces cellules ont "maturé" pour devenir meilleures dans leur travail. Parmi elles, les cellules qui durent plus longtemps montrent souvent de faibles niveaux d'une protéine appelée CD19. Ce changement semble se produire à mesure que les cellules se développent et perdent potentiellement CD19 de leur surface. Bien qu'on sache que le rappel immunitaire - quand le corps se souvient d'une infection précédente - peut mener à de meilleurs niveaux d'anticorps, on ne comprend pas encore bien comment cela se connecte aux niveaux de cellules CD19low.
IgE
Allergies et Production d'Chez les personnes allergiques, un type d'anticorps appelé IgE peut être produit. Cet IgE est différent des autres types comme IgM, IgG, et IgA, qui aident à combattre les infections. Quand les Cellules B passent à la production d'IgE, elles deviennent souvent rapidement des cellules à courte durée de vie qui ne restent pas longtemps. D'un autre côté, les cellules B qui produisent de l'IgG peuvent créer une réserve de mémoire stable et produire des cellules plasmatiques à longue durée de vie.
Les réponses allergiques peuvent être déclenchées par l'IgE, créant des problèmes pour ceux qui en souffrent. Les chercheurs ont trouvé des cellules productrices d'IgE dans la moelle osseuse des personnes allergiques. Cependant, la plupart des chercheurs n'ont vu que des cellules produisant de l'IgE spécifique aux allergies alimentaires dans le sang et la muqueuse de l'intestin. Étant donné que beaucoup de gens souffrent d'allergies alimentaires persistantes, on soupçonne que des cellules productrices d'IgE existent aussi dans la moelle osseuse.
Bien que l'aide des cellules T soit impliquée dans la création de CPMOs durables, le rôle précis que ces cellules jouent dans les réactions allergiques, surtout aux aliments, reste flou. De nouvelles études ont examiné des échantillons de moelle osseuse de personnes allergiques et non-allergiques pour en apprendre plus sur l'origine des cellules plasmatiques durables et voir si la moelle osseuse peut produire de l'IgE nuisible dans des cas comme les allergies aux cacahuètes.
L'Étude des Cellules Plasmatiques de la Moelle Osseuse
Pour étudier l'origine des cellules plasmatiques dans la moelle osseuse, les chercheurs ont collecté des échantillons de neuf personnes - six avec des allergies alimentaires et trois sans historique d'allergies. Ils ont analysé ces échantillons en utilisant des techniques avancées pour étudier les cellules à un niveau très détaillé. Ils ont trouvé plus de 60 000 CPMOs individuelles et identifié différents groupes de ces cellules avec des caractéristiques uniques.
Les cellules montraient de forts signes confirmant qu'elles étaient bien des cellules plasmatiques. Elles exprimaient divers types de gènes d'anticorps mais avaient des différences dans la quantité de mutations de leurs gènes au fil du temps. Les chercheurs ont aussi trouvé que de faibles niveaux de CD19 étaient communs dans ces cellules et qu'il y avait des connexions entre différents clusters de cellules.
Variations dans les CPMOs
La recherche a montré que les CPMOs présentent une large gamme de caractéristiques. Différents groupes de CPMOs avaient des caractéristiques distinctes, comme diverses activités métaboliques et réponses à certains signaux immunitaires. Un groupe spécifique de cellules montrait des signes d'implication dans la production d'IgE.
Une analyse plus poussée a révélé que certaines cellules avaient un métabolisme élevé et des signes de stress en elles. Ces découvertes laissent supposer que certaines CPMOs jouent un rôle actif dans la production d'IgE, car elles semblent avoir des besoins énergétiques élevés. Notamment, certains groupes de cellules avaient des niveaux plus bas de protéines associées à la mobilité, ce qui indique qu'elles pourraient venir de différentes origines, comme des tissus muqueux.
Marqueurs de Surface et Origines Cellulaires
L'étude a aussi examiné les protéines de surface de ces CPMOs. Il a été trouvé que les niveaux de CD19 variaient, et cette variation pourrait être liée à combien de temps les cellules ont été présentes. Des niveaux plus élevés de mutations dans certaines cellules plasmatiques étaient liés à une expression plus élevée de CD19. Cela indique que certaines CPMOs proviennent de différentes voies.
Une idée clé est que les CPMOs peuvent être formées à partir de deux sources principales : celles qui viennent directement de cellules B activées dans la réponse immunitaire et celles qui se développent à partir de cellules B mémoire déjà exposées à un pathogène.
Dans ce contexte, les chercheurs ont proposé que les différents niveaux d'expression de CD19 et les mutations dans ces cellules pourraient indiquer leurs origines. Les cellules venant de cellules B activées pourraient avoir des taux de mutation plus élevés comparées à celles venant de cellules B mémoire. Cela pourrait expliquer pourquoi certaines cellules sont durables tandis que d'autres ne le sont pas.
Production d'IgE dans les Allergies Alimentaires
La recherche s'est également concentrée sur le rôle de l'IgE dans les allergies alimentaires. Il existe une croyance de longue date que les cellules plasmatiques dans la moelle osseuse contribuent aux réponses allergiques. Les scientifiques s'intéressaient particulièrement aux cacahuètes, où les allergies peuvent persister sans exposition supplémentaire à l'allergène.
En utilisant des techniques avancées, ils ont identifié plusieurs CPMOs productrices d'IgE et trouvé qu'une majorité de ces cellules provenaient d'individus avec des allergies alimentaires. Notamment, ils ont trouvé que ces personnes avaient des niveaux plus élevés d'IgE dans leur sang. Cela suggère un lien fort entre la moelle osseuse et la production d'IgE spécifique aux allergènes.
En examinant les caractéristiques des cellules productrices d'IgE, ils ont remarqué qu'elles montraient des signes de forte utilisation d'énergie et de stress. Cela s'aligne avec l'idée que ces cellules sont constamment actives dans la production d'anticorps.
Test des Anticorps IgE
Pour vérifier comment ces CPMOs d'IgE pouvaient reconnaître les allergènes de cacahuète, les chercheurs ont créé des anticorps monoclonaux spécifiques à partir des séquences identifiées dans les CPMOs. Quand ils ont testé ces anticorps, ils ont trouvé que quelques-uns se liaient fortement aux protéines de cacahuète. Ils ont effectué d'autres tests pour voir comment ces anticorps fonctionnaient dans des modèles vivants.
Dans des expériences animales, ils ont introduit l'un des anticorps IgE chez des souris allergiques aux cacahuètes et les ont mises au défi avec un extrait de cacahuète. Les résultats ont montré que l'anticorps pouvait potentiellement prévenir les réactions allergiques chez les souris, confirmant que les CPMOs chez les individus allergiques peuvent produire des anticorps IgE spécifiques.
Conclusion
Cette recherche éclaire la complexité des CPMOs dans le corps humain et souligne leur rôle dans l'immunité et les allergies. Les découvertes suggèrent que les CPMOs ont des origines variées et peuvent influencer la production d'anticorps durables. L'étude met particulièrement en avant le lien entre la moelle osseuse et les allergies aux cacahuètes, montrant que les cellules plasmatiques productrices d'IgE peuvent persister et jouer un rôle significatif dans les réponses allergiques. Comprendre ces mécanismes pourrait mener à de nouvelles perspectives pour traiter les allergies et améliorer les réponses immunitaires à l'avenir.
Titre: Origins and diversity of pan-isotype human bone marrow plasma cells
Résumé: Bone marrow plasma cells (BMPCs) produce durable, protective IgM, IgG, and IgA antibodies, and in some cases, pro-allergic IgE antibodies, but their properties and sources are unclear. We charted single BMPC transcriptional and clonal heterogeneity in food-allergic and non-allergic individuals across CD19 protein expression given its inverse correlation to BMPC longevity. Transcriptional and clonal diversity revealed distinct functional profiles. Additionally, distribution of somatic hypermutation and intraclonal antibody sequence variance suggest that CD19low and CD19high BMPCs arise from recalled memory and germinal center B cells, respectively. Most IgE BMPCs were from peanut-allergic individuals; two out of 32 from independent donors bound peanut antigens in vitro and in vivo. These findings shed light on BMPC origins and highlight the bone marrow as a source of pathogenic IgE in peanut allergy.
Auteurs: Duane R. Wesemann, G. A. Pacheco, V. Rao, D. K. Yoo, S. Saghaei, P. Tong, S. Kumar, O. Marini-Rapoport, Z. Allahyari, A. S. Moghaddam, R. Esbati, A. Alirezaee, A. Parnes, S. U. Patil
Dernière mise à jour: 2024-05-10 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.08.592267
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.08.592267.full.pdf
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