a- Lymphocytes B
Les CSH s’engagent en PLC par l’expression d’Ikaros, un facteur de transcription (FT) indispensable au développement du lignage lymphoïde (Ferreiros-Vidal et al., 2013). Les LB se différencient depuis les PLC pour s’engager à partir du stade des progéniteurs B (ProB) vers un devenir de LB (Hentges, 1994), notamment via l’expression des FT Pax5, E2A et PU.1 (Liao, 2009) (Figure 5). Ces progéniteurs expriment à leur surface la pseudo chaîne légère du BCR. Ce BCR est constitué d’une chaîne légère et d’une chaîne lourde qui vont subir des réarrangements des loci VDJ (ou VJ pour les chaînes légères) ainsi que l’insertion aléatoire de nucléotides entre les jonctions par l’enzyme terminal deoxyribonucleotidyl transferase (TdT) qui permettra la production d’un répertoire plus diversifié. Durant le stade ProB, la chaîne lourde subit des réarrangements des loci VD, tandis que le précurseur B (PreB) donne lieu au réarrangement génique des loci VDJ, un processus dépendant des gènes RAG1 et RAG2. Le ProB exprime c-Kit à sa surface, une tyrosine kinase qui a pour ligand le stem cell factor (SCF).
Figure 5 : Facteurs de transcription nécessaires à l’engagement lymphocytaire B (Liao, 2009).
Lors de la fixation de SCF, le ProB va proliférer et se différencier en PreB qui va exprimer le récepteur à l’IL-7. La fixation de l’IL-7 à son récepteur va diminuer l’expression des molécules de surface du PreB et faciliter son détachement des cellules stromales qui lui servaient alors de socle pour sa maturation. Ce lymphocyte PreB, qui exprime un récepteur immature constitué de la pseudo chaîne légère et de la chaîne lourde réarrangée, va nécessiter d’autre réarrangement des loci VJ sur la chaîne légère pour donner un BCR constitué d’une chaîne légère et d’une chaîne lourde réarrangée. La production d’un BCR fonctionnel est une première étape de sélection (positive) des LB. Les LB immatures coexpriment à la fois un BCR fonctionnel et un BCR composé de la chaîne lourde et de la pseudo chaîne légère. Une seconde étape de sélection a alors lieu pour éviter la production de clones autoréactifs : une sélection négative s’effectue lorsque les LB immatures sont capables de reconnaître les Ags membranaires avec une forte affinité. Ils sont soit éliminés, soit ils doivent à nouveau réarranger leur chaîne légère pour diminuer leur affinité vers les auto-Ags (receptor editing). Le LB immature
exprimant à sa surface un BCR peu spécifique constitué d’une immunoglobuline (Ig) de surface au large spectre de type IgM va rejoindre les sinusoïdes médullaires pour faciliter sa sortie vers les OLS (Figure 6).
Figure 6 : Schéma de l’ontogénie lymphocytaire B (International Immunogenetics
Information System ® http://www.imgt.org/).
b- Lymphocytes T
Les LT dérivent aussi des PLC, mais suivent une biologie différente. En effet, les early thymic progenitors (ETP) (Inlay et al., 2009), une population spécifique de PLC, quittent la MO et sont capables de rejoindre le thymus en y entrant par les vénules cortico-médullaires (Roozen et al., 2012) (Figure 7). Ces ETP, au phénotype double-négatif
(DN, CD4-CD8-) vont ensuite se différencier sous l’effet de l’IL-7 soit en NKT, soit en
LT, bien que l’existence d’un progéniteur NK spécifique ne soit pas exclue (Klein Wolterink et al., 2010) (Figure 8). L’engagement vers une différenciation LT plutôt que NK se fait par l’expression du FT GATA3 (Hosoya-Ohmura et al., 2011). La population
des DN se subdivise en 4 sous-populations distinctes en fonction des marqueurs phénotypiques CD25 et CD44.
Figure 7 : Développement des lymphocytes T dans le thymus (Takahama, 2006).
La population la moins mature, DN1 (CD44+CD25-) est composée des ETP au potentiel
NKT, mais recouvre aussi certaines populations non lymphocytaires. Cette
sous-population migre vers la zone sub-capsulaire et se différencie en DN2 (CD44+CD25+) en
commençant le réarrangement du T-cell receptor (TCR).
Le TCR peut se trouver sous plusieurs formes : le TCR!" associé a une population LT discrète, exprimant le CD3, mais ni le CD4, ni le CD8 et reconnaissant le CD1 (et non le CMH), et le TCR#$ qui est le plus fréquemment retrouvé sur les NKT et LT
conventionnels CD4+ ou CD8+. De façon analogue aux LB, les chaînes ! et " sont codées par 2 gènes VD et les chaînes # et $ par 3 gènes VDJ.
Figure 8 : Développement des lymphocytes T et NKT depuis un progéniteur commun (Klein Wolterink et al., 2010).
Le passage DN2-DN3 (CD44-CD25+) marque une première étape de sélection négative
sur le modèle PreB où la sélection # a lieu. A ce stade, les LT ou NKT expriment une chaîne # ou $ fonctionnelle associée à une pseudo chaîne ! ou " et leur différenciation en
DN4 nécessite la capacité de ces deux chaînes à s’assembler. Le stade DN4 (CD44-CD25
d’affinité du TCR où la chaîne ! ou " se réassemble avant de passer soit à un stade de LT"#, soit à un stade de NKT!$ soit à un stade de LT!$ entrant dans des phases de sélection durant le stade double-positif (DP).
C’est durant la maturation DP que s’effectue la sélection clonale. Le stroma thymique présente des Ags du soi apprêtés dans un CMH. Si le LT est capable de reconnaître le CMH chargé avec une affinité intermédiaire, il recevra des signaux de survie et pourra poursuivre sa différenciation. S’il ne reconnaît pas de CMH chargé ou avec une trop faible affinité, il ne recevra pas de signal de survie et entrera en anergie. Si le LT DP reconnaît le CMH avec une trop forte affinité, il entrera aussi en apoptose. Les cellules qui survivent ont un répertoire diversifié qui reconnaît au hasard un peptide présenté par
le CMH de type I ou bien de type II. C’est en fonction du type de CMH reconnu que le
LT réprimera l’expression du CD4 ou du CD8. La reconnaissance d’un CMH de type II
engagera sa différenciation en LT simple-positif (SP) naïf CD4+ et d’un CMH de type I
en LT SP naïf CD8+ avant de migrer vers la medulla. Dans cette partie du thymus, des
CDe spécifiques vont alors présenter des CMH chargés avec des peptides du soi mais d’origine non thymique via l’expression d’un FT auto-immune regulator element (AIRE). Il s’agit d’effectuer un contrôle qualité (sélection négative) des LT SP nouvellement générés et de vérifier s’ils sont capables de reconnaître le CMH chargé et si cette reconnaissance se fait avec une faible affinité, afin de supprimer les LT incapables
d’interagir et ceux qui seraient autoréactifs. Il existe une population discrète de LT CD4+
régulatrice qui dérive des LT DP et qui se caractérise par l’expression du FT Foxp3. L’émergence de cette population a plusieurs origines identifiées. En effet, il a été montré
que les LT SP CD4+ qui réagissent avec une intensité moyenne deviendraient des LT
régulateurs (Benoist & Mathis, 2012). Une fois passé ce dernier processus de sélection, les LT vont rejoindre la jonction cortico-médullaire pour sortir du thymus.
c- Natural Killer
Les cellules NK sont des lymphocytes de l’immunité innée impliqués principalement dans les réponses antivirales, antitumorales, antibactériennes et contre les parasites intracellulaires (Rouzaire et al., 2012). Elles disposent de deux fonctions effectrices : la cytotoxicité et la production de cytokines. La différenciation des NK se fait
principalement dans la MO, où ils dérivent des CSH mais il n’est pas clairement établi si ils dérivent du PLC ou si leur progéniteur se trouve encore en amont (Welinder et al., 2011). En revanche, ces cellules nécessitent l’expression d’Ikaros, ce qui suggère qu’elles dérivent a minima d’un progéniteur engagé dans une voie de différenciation lymphoïde. Les cellules NK sont capables de lyser des cellules indépendamment de la présentation de l’Ag par un CMH. Leur pouvoir cytotoxique se met en place lorsque la balance penche vers les signaux des récepteurs activateurs (killer activating receptors (KAR)) au dépend de ceux inhibiteurs (killer inhibitory receptors (KIR)). Ces deux types de récepteurs appartiennent à la superfamille des Ig mais diffèrent dans leur région intracytoplasmique, qui présente des motifs de type immunoreceptor tyrosine-based activation motif (ITAM) (activateurs) ou immunoreceptor tyrosine-based inhibition motif (ITIM) (inhibiteurs). Si la nature des ligands des KAR est peu connue, les molécules du CMH de type I sont en revanche les cibles principales des KIR. Certains virus induisent une diminution de
l’expression du CMH de type I pour échapper aux LT CD8+. Les NK sont sensibles à
cette diminution d’expression et sont ainsi capables de lyser les cellules infectées.