CD4 T Follicular Helper Cells and HIV Infection: Friends or Enemies?

Follicular T helper (Tfh) cells, a subset of CD4 T lymphocytes, are essential for memory B cell activation, survival, and differentiation and assist B cells in the production of antigen-specific antibodies. Work performed in recent years pointed out the importance of Tfh cells in the context of HIV and SIV infections. The importance of tissue distribution of Tfh is also an important point since their frequency differs between peripheral blood and lymph nodes compared to the spleen, the primary organ for B cell activation, and differentiation. Our recent observations indicated an early and profound loss of splenic Tfh cells. The role of transcriptional activator and repressor factors that control Tfh differentiation is also discussed in the context of HIV/SIV infection. Because Tfh cells are important for B cell differentiation and antibody production, accelerating the Tfh responses early during HIV/SIV infection could be promising as novel immunotherapeutic approach or alternative vaccine strategies. However, because Tfh cells are infected during the HIV/SIV infection and represent a reservoir, this may interfere with HIV vaccine strategy. Thus, Tfh represent the good and bad guys during HIV infection.JE from the Agence Nationale de Recherches sur le Sida et les Hépatites Virales (ANRS) and from The Canadian HIV Cure Enterprise Team Grant HIG-13305 from the Canadian Institutes of Health Research (CIHR) in partnership with CANFAR and IAS. FM is supported by a fellowship from Fondation du CHU de Québec. CB and YF are supported by fellowships from ANRS. JE acknowledges the support of the Canada Research Chair program. RS is supported by FCT—Fundaçao para a Ciência e a Tecnologia/MEC—Ministério da Educaçao e Ciência através de fundos nacionais e quando aplicavel cofinanciado pelo FEDER, no âmbito do Acordo de Parceria PT2020 referente à unidade de investigaçao n°4293. RS is supported by the Fundaçao para a Ciência e a Tecnologia (FCT) (IF/00021/2014)info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Study of the TFH and B cells dynamic in the spleen and mesenteric lymph node during SIV infection and of the impact of an anti-apoptotic treatment on the dynamic of those cells and on the B cell response in rhesus monkeys infected by SIV

L'infection par le VIH est une pathologie caractérisée par la dissémination du virus dans l'ensemble de l'organisme et une destruction progressive des lymphocytes T CD4+ (LT CD4+) résultant en une immunité altérée. L'épuisement et l'apoptose des cellules T mémoires induites par le virus amènent à l'apparition d'un SIDA. Il a été montré que les centres germinatifs (GCs), structures anatomiques spécialisées au sein des follicules B des organes lymphoïdes secondaires, représentent des lieux privilégiés de la persistance virale. Parmi les organes lymphoïdes, la rate et les ganglions mésentériques seraient des sanctuaires viraux du fait de leur rôle dans la réponse immunitaire. La rate est le principal organe de la réponse B, et les ganglions mésentériques sont essentiels dans l'établissement de la réponse immune mucosale. Les GCs sont principalement constitués de lymphocytes B mais également de lymphocytes T folliculaires (TFH), sous-population de LT CD4+ effecteurs mémoires jouant un rôle essentiel dans le développement de la réponse B, en particulier dans la maturation des anticorps de haute affinité. Des études dont celles du laboratoire ont montré que l'altération de la réponse B observée au cours de l'infection VIH serait due à une perte et à un défaut de différentiation des lymphocytes TFH. Plus récemment, il a été observé que les GCs sont également constitués de lymphocytes T mémoires CD8+ folliculaires (LT CD8+ folliculaires), exprimant le récepteur de chimiokine CXCR5. De récents travaux suggèrent un rôle de ces cellules dans le contrôle de l'infection par le VIH. Le but de ma thèse a été d'étudier la dynamique des lymphocytes TFH au sein de ces deux organes que sont la rate et les ganglions mésentériques, et de déterminer dans quelle mesure l'administration d'un inhibiteur d'apoptose permet de restaurer des fonctions effectrices telle que la production d'anticorps. Ces travaux ont été réalisés chez le macaque rhésus infecté par la souche SIVmac251. Mes résultats montrent que l'infection persistante des ganglions mésentériques est associée à une perte et une altération des follicules B ainsi qu'à une déplétion et une altération des lymphocytes TFH. Ils montrent également une altération de l'expression de la chimiokine CXCL13, ligand de CXCR5, qui serait à même de créer un environnement défavorable à la différenciation des cellules B. Ils montrent aussi que l'administration d'un inhibiteur d'apoptose au cours de la phase de primo-infection chez les singes infectés induit une diminution de l'apoptose des LT CD4+ comme attendu, une diminution des cytokines inflammatoires, et une réponse B systémique spécifique plus importante chez les singes traités. Ceci pourrait contribuer à un meilleur contrôle de la réplication virale. Enfin, mes travaux démontrent qu'au niveau de la rate, on observe une augmentation du nombre de LT CD8+ qui infiltre les follicules B et que ceux-ci n'expriment pas majoritairement la protéine CXCR5 chez les singes infectés en particulier progresseurs. De même, on observe une augmentation de la chimiokine MIP1b, susceptible de jouer un rôle dans le recrutement de LT CD8+ conventionnels chez les singes infectés, et une augmentation de l'expression des marqueurs de cytotoxicité chez les singes non-progresseurs comparativement aux singes progresseurs. Enfin, ces travaux semblent indiquer que les LT CD8+ folliculaires des individus progresseurs ne contrôlent pas l'infection par le VIS. En conclusion, l'infection par le VIS induirait la formation d'un réservoir viral au niveau des follicules B et des GCs induisant une réponse B altérée, associée à une altération des follicules B, à un défaut des lymphocytes TFH, ainsi qu'à un enrichissement en LT CD8+ folliculaires potentiellement défectifs. Ensemble, mes travaux portant sur l'étude des lymphocytes T folliculaires ont mis en exergue et confirmé l'importance de ces cellules T dans les relations hôtes-pathogènes.HIV infection is characterized by a viral spread in the host body and a progressive destruction of CD4+ T cells, leading to a defect in the immune system. The memory T cells apoptosis and exhaustion induced by the virus leads the outcome of an AIDS. It was showed that germinal centers (GCs), specialized anatomical structures present in the B follicles of the secondary lymphoid organs, represent privileged viral reservoir. Among secondary lymphoid organs, spleen and mesenteric lymph nodes would be viral sanctuaries because of their role in the generation of the immune response. Spleen is the main organ of the B cell response, and mesenteric lymph nodes are essentials in the establishment of the mucosal immune response. GCs are mainly composed by B cells but also by TFH cells, a sub-population of effector memory CD4+ T cells, crucial for the generation of the B cell response, especially for the maturation of the highly efficient antibodies. Previous works from our laboratory showed that the defect of the B cell response during HIV infection is due to a loss and a defect of the TFH cells. Recently, it was showed that GCs are also composed of follicular memory CD8+ T cells, expressing the chemokine receptor CXCR5. Recent works suggested that those cells are implicated in the control of HIV infection. Thus, the aim of my thesis was to study the dynamic of follicular T cells in these two organs, spleen and mesenteric lymph nodes, and to set how well the administration of a pan-caspase inhibitor during acute phase of SIV infection help to restore effective functions as the antibody production. Those works were done in rhesus monkeys infected with the strain SIVmav251. My results show that the persistent infection of mesenteric lymph node is associated with a loss and a defect of B follicles and with a defect of TFH cells. They also show a defect in the expression of the CXCL13 chemokine, ligand of the CXCR5 receptor, potentially capable of creating a bad environment for B cell differentiation. My results show also that the administration of a pan-caspase inhibitor during the acute phase of infection leads to a decrease in the CD4+ T cells apoptosis as expected, a decrease in the inflammatory cytokines expression and in a better specific systemic B cell response in treated monkeys. These could help in the control of the viral replication. Finally, my results show that in the spleen, there's an increase of the follicular CD8+ T cells filtering the B follicles, which mainly doesn't express the CXCR5 receptor in infected monkeys, especially the progressor ones. They also show that there's an increase in the expression of the MIP1b chemokine, possibly responsible of the recruitment of conventional CD8+ T cells in the infected monkeys, and an increase in the expression of cytotoxic markers in the non-progressors monkeys compared to the progressors ones. Thus, these work seems to show that follicular CD8+ T cells of progressor monkeys fail to control SIV infection. Thus, SIV infection induce an altered B cell response, associated to a defect of B follicles, a defect of TFH cells, and an increase in follicular CD8+ T cells potentially inefficient. Altogether, my works focused on the study of follicular T cells show and confirm the strength the importance of these T cells in the host-pathogen relationship

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