1988; Hollis et al., 1989; Kudo and Melchers, 1987; Sakaguchi and Melchers, 1986). Il est aujourd’hui bien démontré que le pré-BCR est essentiel au développement normal des cellules B, et que ses mutations peuvent être associées à l’apparition de cancers, d’immunodéficiences voire même de maladies auto-immunes (Conley and Burrows, 2010; Flemming et al., 2003; Pearl et al., 1978). La construction du pré-BCR est une étape de maturation du BCR, lequel sera un anticorps membranaire déterminant la spécificité de réponse antigénique. La diversité de reconnaissance antigénique est une fonction majeure inhérente aux lymphocytes B. Ce pré-BCR est constitué d’une paire identique de chaines lourde et légères et présente une région constante et une région variable. Les régions variables sont composées de l’association de 3 segments dont la diversité est responsable du large éventail de reconnaissance antigénique. Cette hyper variabilité est déterminée au niveau de l’ADN par le processus de recombinaison V(D)J consistant en l’assemblage des fragments Variable (V), Diversity (D) et
Joining (J) (Tonegawa, 1983). Cet assemblage sera assuré par l’activité des recombinases
Rag1 et Rag2. Rag1 reconnaitra des séquences signal de recombinaison (RSS). Ces séquences sont des motifs de 7 ou 9 bases séparées par des séquences d’espacement de 12 ou 23 nucléotides. (Akira et al., 1987; Tonegawa, 1983). Rag1 va se fixer sur ces sites puis recruter Rag2 pour former le complexe à activité recombinase qui permettra d’effectuer les cassures double brins nécessaires à la juxtaposition des segments VH, DH et JH (Fugmann et al., 2000)
(le même processus a lieu lors des recombinaisons VL-JL). Le locus IgH chez la souris
contient plus de 100 segments V, plus de 10 segments D, et 4 segments J, ce qui conduit (en comptant la diversité des chaines légères qui seront produites au stade B immature) à plus de 1012 combinaisons possibles (Johnston et al., 2006). La région constante Cµ est commune à toutes les combinaisons d’assemblage du locus IgH (figure 9). Les recombinases Rag1 et Rag2, à travers la reconnaissance de motifs bordant chaque segment, sont indispensables à l’association des différents segments entre eux (Oettinger et al., 1990; Schatz et al., 1989).
Figure 9 : Figure de principe des recombinaisons VHDHJH. En haut, structure des séquences RSS séparant les
différents segments. En vert est figuré un segment V, le 7 est la première séquence RSS de 7nt, 12/23 symbolise la séquence d’espacement, le 9 la seconde séquence RSS). Vert : segments V ; Gris : segments D ; Bleu : segments J. Cµ : Séquence constante. GL : configuration germinale, c'est-à-dire structure du locus IgH avant tout événement de recombinaison (Martensson et al., 2010). Ig µHC : gène recombiné de la chaine lourde µ des immunoglobulines.
Le locus IgH des cellules souches hématopoïétiques présente une configuration
germinale, contrairement aux cellules pro-B qui ont accompli la recombinaison DH-JH. Les
cellules pré-BI accomplissent la recombinaison VH-DHJH et expriment les chaines lourdes et
les chaines légères de substitution, ces éléments s’associant pour former le pré-BCR qui sera exprimé à la surface des cellules (Tsubata and Reth, 1990). Au coté du pré-BCR, Cd79a et Cd79b (Igα et Igβ) sont exprimés et contribuent à l’adressage de la chaine µ à la membrane (DeFranco, 1993) puis à la transduction du signal du pré-BCR et du BCR par l’activation des motifs ITAM (motif d’activation à base tyrosine des immunorécepteurs) (figure 10). Le pré- BCR continue de s’exprimer au stade grande pré-BII où les cellules prolifèrent très rapidement. Lorsque les cellules passent au stade petite pré-BII, elles arrêtent de proliférer, les chaines légères de substitution ne sont plus détectables et les cellules entament le processus de recombinaison du locus IgL. La synthèse d’une chaine légère (κ ou λ) permet l’assemblage du BCR. Par analogie avec le pré-BCR, le BCR a une structure d’anticorps ancré à la membrane et est associé avec Cd79a et Cd79b, c’est le stade B immature.
Chaine légère µ
Pseudo chaine légère
Chaine lourde µ
Figure 10 : Représentation schématique du pré-BCR. Chaque
chaine lourde contient 4 régions constantes (CH1-4) et une
région variable codées par l’assemblage des segments
VHDHJH. Chaque chaine lourde est associée aux chaines
légères de substitution VpreB et λ5 notamment grâce à un pont disulfure entre µ et λ5. Chaque ensemble chaine lourde+chaines légères est associé à un ensemble identique par des ponts disulfures entre les chaines lourdes. Igα et Igβ sont associées en hétérodimère et assurent la transduction du signal par activation de leurs motifs ITAM (schéma de G.Galler).
Le point de contrôle pré-BCR se situe au passage des cellules entre le stade pré-BI et pré-BII. La nécessité d’un signal pour passer d’un stade à l’autre a été mise en évidence par des expériences d’inactivation des molécules transductrices du signal CD79 a et b (Igα etβ). Cette inactivation mène à l’arrêt des cellules en stade pré-BI (Pelanda et al., 2002). L’absence de la région transmembranaire codée par IgH conduit au même phénotype (Kitamura et al., 1991). L’absence des chaines légères de substitution, λ5, VpreB ou les deux ensemble, conduit également au blocage des cellules en pré-BI (Kitamura et al., 1992; Mundt et al., 2001; Shimizu et al., 2002). Cependant, dans ce dernier cas de figure le blocage n’est pas total et un nombre restreint de cellules est capable de poursuivre normalement sa spécialisation B. La capacité de passage des cellules du stade pré-BI à pré-BII est donc strictement dépendante de leur aptitude à exprimer une chaine µH capable d’induire un signal intracellulaire (Galler et al., 2004; Su et al., 2003b).
Plusieurs mécanismes sont associés aux stades de mise en place du pré-BCR ou de ses constituants :
Le mécanisme d’exclusion allélique associé au pré-BCR permet l’expression de seulement un des deux allèles pour coder la chaine µH. L’existence de cellules ayant subi la recombinaison VHDHJH sur un allèle et DHJH sur l’autre suggère que ce mécanisme implique
l’arrêt de la machinerie de recombinaison sur l’autre allèle suite à un signal dépendant de µH (Alt et al., 1984). Cependant, le pré-BCR complet ne semble pas indispensable à ce mécanisme dans la mesure où seule l’expression de µH suffit à induire une inhibition du complexe Rag1/Rag2 (Galler et al., 2004).
La sélection positive des chaines µH est également liée à la structure du pré-BCR. Les chaines µH sont en effet sélectionnées par leur capacité à se lier aux chaines légères de substitution, ce qui préfigure leur capacité à se lier aux futures chaines légères (Vettermann et
al., 2006). Cette sélection n’est cependant pas absolue, certaines chaines légères sont capables de se lier aux chaines lourdes pourtant incapables de se lier aux CLS. Exclure les cellules présentant des chaines µH incompatibles avec les CLS serait se priver d’un élargissement du répertoire antigénique. A contrario, la nature du domaine variable des chaines µH peut également être associée à des mécanismes de sélection négative (Keenan et al., 2008; Minegishi and Conley, 2001).
Lors du passage du stade pré-BI à pré-BII, le pré-BCR induit des signaux de prolifération. En dépit du fait que cette prolifération soit clonale, elle permettra d’accroitre le répertoire immunitaire du fait de la production ultérieure par chaque cellule d’une chaine légère originale. Le taux de pré-BCR à la surface semble être corrélé à la capacité de prolifération et de différenciation des cellules (Kawano et al., 2006). Le pré-BCR est capable de signalisation basale et de signalisation tonique, tonicité dépendante de son aptitude à se regrouper dans des patchs membranaires (Fuentes-Panana et al., 2004). Chez les souris déficientes en CLS, cette prolifération est sévèrement amoindrie, ce qui suggère que le pré- BCR dans son ensemble est requis pour cette étape (Martensson et al., 2007). En même temps qu’induire la prolifération, le pré-BCR semble pouvoir induire sa propre sous-expression en abaissant le niveau d’expression des CLS par l’activation d’Aïolos (Parker et al., 2005). Ce mécanisme pourrait être associé à une sortie prévue du cycle cellulaire, étape nécessaire à la mise en place des phénomènes de recombinaison du locus IgL au stade B immature.
Le pré-BCR a donc un rôle essentiel dans le développement B, même s’il ne semble pas associé dans son intégrité aux phénomènes d’exclusion allélique. Il est requis pour les événements de sélections positive et négative, et apparaît indispensable au contrôle des mécanismes de prolifération associés au stade pré-B (figure 11).
Figure 11 : Signaux essentiels au développement B associés à la structure du pré-BCR.
2. Le point de contrôle du BCR
Le point de contrôle du BCR constitue une autre étape majeure dans le développement de lymphocytes B fonctionnels. Très succinctement, au stade B immature, le BCR se constitue par association des chaines légères réarrangées aux chaines lourdes µH précédemment formées. Il acquière alors sa spécificité antigénique. Si ce BCR est auto-réactif, c'est-à-dire reconnaissant des antigènes du soi, il sera réédité par une nouvelle recombinaison du locus Igκ (puis Igλ si nécessaire) grâce à la réactivation des recombinases Rag. En cas d’échec de cette réédition à produire un BCR non auto-réactif, la cellule entrera en apoptose (Hartley et al., 1993) ou deviendra anergique (Goodnow et al., 1988). D’autres fonctionnalités du BCR sont critiques pour le passage de ce point de contrôle, comme leur capacité à fournir un signal d’intensité suffisante aux cellules (Tussiwand et al., 2009).
Les interactions avec le microenvironnement médullaire apparaissent essentielles au développement B, notamment aux stades pré-BI et pré-BII. Comme évoqué précédemment,