Hémocyanine

Expression ordonnée de diverses familles de gènes V et acquisition de spécificités antigéniques au cours de l’ontogénie

Dans des études pionnières, Silverstein a démontré que les réponses des agneaux à certains antigènes, tels que les virus, la ferritine, les azoprotéines, l’ovalbumine et l’hémocyanine, pouvaient être obtenues pendant la vie fœtale, alors que les réponses à l’anatoxine diphtérique, à l’antigène O et au BCG n’apparaissaient qu’après 40 jours de vie postnatale. Des études sur les réponses en anticorps et sur l’expression des idiotypes chez les jeunes souris ont également contribué à montrer qu’il existe une activation séquentielle ou ordonnée des clones pendant la vie postnatale. Certains polysaccharides tels que le β2-6 fructosan, le lipopolysaccharide (LPS) de S. tranaroa portant le sucre immunodominant α-méthyl-d-galactoside, ou le β1-6 galactan, peuvent déclencher une réponse immunitaire chez les souris âgées de 1 jour. L’immunisation par le β2-6 fructosan n’est pas accompagnée d’une augmentation de l’expression de l’idiotype à réaction croisée (IdX) de A48 et UPC10. En revanche, environ 25 % des anticorps spécifiques du LPS expriment l’IdX MOPC387 d’une protéine myélomateuse spécifique du LPS de Salmonella tranaroa. De même, des souris âgées d’un jour immunisées avec de la gomme ghatti développent une réponse significative de cellules formatrices de plaques (PFC) antigalactanes, dont 30 % expriment l’idiotype X24. Des études sur l’ontogenèse des réponses anticorps antiphosphocholine (PC), phénylarsonate (Ars) et trinitrophényle (TNP) ont montré que la production d’anticorps contre ces antigènes, qui partagent l’IdX des protéines du myélome avec la même spécificité, peut être induite chez des souris âgées d’une semaine. Ainsi, la majorité des précurseurs spécifiques du PC portant T15 IdX peuvent être détectés 4 à 5 jours après la naissance, tandis que les cellules capables de produire des anticorps IdX+ spécifiques d’Ars sont présentes avant le 7ème jour chez les souris néonatales. L’immunisation de souris âgées de 1 jour avec TNP-LPS et de souris âgées de 1 semaine avec TNP-Ficoll a provoqué une réponse anti-TNP significative. Cependant, le 460Id exprimé sur la protéine de myélome MOPC460 se liant à la DNP n’a été détecté que chez les souris âgées d’une semaine immunisées avec TNP-LPS et chez les souris âgées de trois semaines immunisées avec TNP-Ficoll. L’activation des clones anti-TNP 460Id+ chez les souris âgées de 7 jours a coïncidé avec l’âge auquel se produit la diversification de la réponse anti-TNP. Dans le cas de l’α1-3 dextran, bien que les précurseurs exprimant MOPC104Id puissent être détectés pendant la première semaine de vie, les précurseurs J558IdX n’apparaissent que 15-22 jours après la naissance et deviennent ensuite rapidement dominants. Nous avons également observé un retard ontogénique substantiel dans le cas des réponses anti-β2-1 fructosan (inuline). Une augmentation substantielle de la réponse anti-inuline portant IdX a été observée seulement chez les souris âgées de 28 jours. Cette réponse retardée est associée à un manque de précurseurs chez les jeunes animaux. Une réponse ontogénique retardée a également été observée dans le cas de l’α1-6 dextran et est également liée à l’absence de précurseurs. Fernandez et Moller ont en effet montré que les précurseurs de l’anti-α1-6 dextran ne peuvent être détectés que chez des souris âgées de 1 mois.

La majorité des données discutées ci-dessus concernent des antigènes indépendants du T et, par conséquent, les réponses ontogéniques retardées ne sont pas dues à l’immaturité des cellules T. L’activation séquentielle de certaines réponses anticorps ne peut être attribuée à un manque de réarrangements du gène V chez les jeunes souris. Il semble peu probable que la maturation tardive de certaines réponses puisse être expliquée par la tolérance des précurseurs chez les jeunes animaux. Dans le cas des réponses tardives anti-β2-1 fructosan, le tolérogène devrait être l’inuline plutôt que le levan. L’absence de réactivité est limitée au β2-1 fructosan et non à la liaison β2-1 fructosan, et les deux épitopes sont portés par le levan bactérien qui est un antigène environnemental. Une explication plus plausible est que l’activation séquentielle est acquise par des mécanismes génératifs indépendants des antigènes ou des influences des cellules T. Certains mécanismes inconnus peuvent déterminer le moment de l’appariement particulier VH:Vκ qui pourrait être critique pour la spécificité des sites de combinaison reconnaissant des épitopes particuliers.

Enfin, l’activation séquentielle des clones exprimant un ensemble particulier de gènes V peut être conduite par des forces internes telles que les anticorps anti-idiotype. Cette idée est fortement soutenue par les données de Vakil et Kearney qui, en analysant la spécificité de liaison pour certains IdX majeurs d’anticorps produits par des hybridomes provenant de foie fœtal ou de nouveau-nés, ont observé qu’un nombre élevé (7 %) d’entre eux présentait une activité anti-Id.

Il existe de nombreux gènes de la lignée germinale VH et Vκ tant chez la souris que chez l’homme. Sur la base de l’homologie des séquences protéiques, les gènes de la lignée germinale VH et Vκ ont été classés en plusieurs sous-groupes et maintenant, sur la base de l’homologie de l’ADN, ils ont été classés en plusieurs familles. Les gènes de lignée germinale appartenant à une famille sont regroupés en clusters, rarement intercalés, et fournissent un ordre sur le chromosome 12 pour la chaîne lourde ou sur le chromosome 6 pour la chaîne légère Vκ.

L’analyse de l’expression des familles de gènes V dans les lignées de cellules pré-B transformées par Abelson a montré un usage préférentiel des familles 3′. En effet, VH81X, le membre le plus D-proximal de cette famille de gènes, a été observé dans les hybridomes de type cellulaire pré-B ainsi que dans ceux préparés à partir de foie fœtal. En revanche, des résultats différents ont été obtenus dans des études où l’utilisation de la famille de gènes a été étudiée dans des lignées de cellules pré-B non transformées préparées à partir de souris BALB/c nues âgées de 6 à 8 semaines. Dans cette étude, il a été montré que toutes les sondes s’hybridaient avec une intensité détectable à l’ARN des cellules pré-B au repos. Ces données indiquent que toutes les familles de gènes VH étaient transcriptionnellement actives dans les cellules pré-B au repos de souris adultes. L’incubation pendant 7 jours avec des cellules dendritiques et des lymphocytes T stimulés par des mitogènes a provoqué une expression plus élevée de la famille VH7183, ce qui suggère que l’expression de cette famille est régulée par des facteurs autres que l’ontogenèse et, peut-être, qu’elle est liée à des étapes spécifiques de la différenciation de la lignée des cellules B. La signification fonctionnelle du réarrangement non aléatoire des gènes VH est d’une importance considérable en termes de répertoire fonctionnel émergent des cellules B du fœtus.

Yancopoulos et Alt ont émis l’hypothèse que la préférence position-dépendante de l’utilisation de la famille VH dans les cellules pré-B et le foie néonatal est très probablement liée à un mécanisme de suivi unidimensionnel, médié par les recombinases, pendant la jonction VDJ plutôt qu’à une jonction dissociative liée aux collisions pendant la diffusion tridimensionnelle. Certaines données indiquent que les gènes VH d’une famille peuvent être remplacés par des gènes VH d’une autre famille dans les jeunes lymphocytes. Il semble que le remplacement des gènes VH soit un événement plutôt rare ; cependant, il pourrait contribuer à l’établissement du répertoire des cellules pré-B. Un ensemble très restreint d’utilisation de segments de gènes VH a également été observé dans les cellules B fœtales humaines. L’analyse du répertoire VH humain à 130 jours de gestation a montré une utilisation biaisée de certains gènes JH (JH3, JH4 et JH5) et, également un gène VH désigné 56P1 qui montre une forte homologie avec le VH81X murin, un membre de la famille VH7183 réarrangé préférentiellement dans les cellules pré-B murines.

De même, certaines familles Vκ sont exprimées préférentiellement au cours de l’ontogenèse. Kaushik et ses collègues ont analysé l’utilisation des familles Vκ par les cellules B murines néonatales en utilisant un test de colonie de cellules B induit par le LPS. Les résultats montrent qu’un groupe de familles Vκ telles que Vκ1, Vκ9 et Vκ8, situées au milieu du locus Vκ, sont fortement utilisées par les souris C57BL/6 néonatales. De façon intéressante, l’expression de Vκ21, la famille la plus proximale de Jκ, n’a pas été observée parmi les colonies de cellules B néonatales. Ces données suggèrent que l’utilisation de Vκ chez les souris néonatales ne reflète pas un biais positionnel pour l’expression des familles 3′, mais plutôt une utilisation préférentielle des familles Vκ1 et Vκ9, situées au centre du locus Vκ. Ces différences impliquent que les mécanismes de réarrangement et d’expression du gène Vκ diffèrent de ceux qui contrôlent le locus VH.