Role of the CBL family of E3-Ubiquitin ligases in the homeostasis of T follicular helper cells

Abstract

The germinal center (GC) reaction is a hallmark of the humoral immune response against various pathogen infections. However, the GC reaction must be rigorously controlled because its disturbance is frequently linked to the production of autoantibodies and manifestation of autoimmune diseases. Recent studies have shown that T Follicular helper (TFH) cells play an indispensable role in both GC initiation and progression. While it is known that TFH development, functions and homeostasis must be properly regulated to control the quantity and quality of antibody responses, molecular mechanisms that control TFH biology, as well as that contributing to autoantibody-mediated diseases, remain elusive. In my thesis, I have studied the role of the CBL family of proteins in TFH cell development and function. I have found that ablation of CBLs (Cbl dko) in mouse T cells leads to the development of spontaneous SLE-like disease, characterized by the high serum titers of autoantibodies against dsDNA and ANA and severe kidney glomerulonephritis. Cbl dko mice possess substantially increased numbers of TFH cells and GC B cells. Analysis of Cbl dko TFH cells reveals a marked upregulation of ICOS and BCL6, two master regulators of TFH cells, and increased IL21 production, relative to WT controls. The altered expression of ICOS and BCL6 is not a result of enhanced transcription of the corresponding genes, but rather the reduced degradation of ICOS and BCL6 proteins, possibly due to the blockade of ICOS ubiquitination and BCL6 degradation in chaperon-mediated autophagosomes (CMA), respectively. Interestingly, I have found Cbl dko TFH cells have acquired ability to support bystander autoreactive B cell activation, indicating that CBLs-controlled strict cognate T-B interaction in the GC reaction is necessary to prevent autoantibody production. Together, my studies have identified that CBLs are central regulators in the maintenance of TFH cell homeostasis and GC reaction. My data also suggest that prevention of bystander autoreactive B cells from activation by CBLs or CBL-regulated pathways might contribute to human autoantibody-mediated diseases such as SLE. Further studies in this direction may provide new tools to treat human autoimmune diseases.La réaction du centre germinal (GC) est une caractéristique de la réponse immunitaire humorale contre divers pathogènes infectieux. Toutefois, la réaction du GC doit être rigoureusement contrôlée, car sa perturbation est fréquemment liée à la production d’autoanticorps et à la manifestation de maladies auto-immunes. Des études récentes ont montré que les cellules T folliculaires auxiliaires (TFH) jouent un rôle indispensable dans l’initiation et la progression du GC. Bien que l'on sache que le développement, les fonctions et l'homéostasie de la TFH doivent être correctement régulés pour contrôler la quantité et la qualité des réponses en anticorps, les mécanismes moléculaires contrôlant la biologie de la TFH, ainsi que ceux contribuant à des maladies causées par les autoanticorps, demeurent mal compris. Dans ma thèse, j'ai étudié le rôle de la famille des protéines CBL dans le développement et le fonctionnement des cellules TFH. J'ai découvert que l'ablation de CBL (Cbl dko) dans les cellules T de souris menait au développement d'une maladie spontanée semblable au SLE, caractérisée par des titres sériques élevés d'autoanticorps anti-ADNs et ANA et par une glomérulonéphrite rénale sévère. Les souris Cbl dko possèdent un nombre considérablement accru de cellules TFH et de cellules B GC. L'analyse des cellules Cbl dko TFH révèle une régulation à la hausse marquée d'ICOS et de BCL6, deux régulateurs essentiels des cellules TFH, et une production accrue d'IL21 par rapport aux contrôles WT. L'expression modifiée d'ICOS et de BCL6 n'est pas le résultat d'une transcription améliorée des gènes correspondants, mais plutôt de la dégradation réduite des protéines ICOS et BCL6, probablement en raison du blocage de l'ubiquitination d'ICOS et de la dégradation de BCL6 dans les autophagosomes médiée par le chaperon (CMA), respectivement. Il est intéressant de noter que j’ai observé que les cellules Cbl dko TFH ont acquis la capacité de supporter l’activation des cellules B auto-réactives, ce qui indique que l’interaction T-B de contact contrôlée strictement par les CBL dans la réaction GC est nécessaire pour empêcher la production d’autoanticorps. Ensemble, mes travaux ont identifié les CBL comme des régulateurs centraux dans le maintien de l'homéostasie des cellules TFH et de la réaction de la GC. Mes résultats suggèrent également que la prévention de l'activation des cellules B auto-réactives par des CBL ou des voies régulées par ces dernières pourrait contribuer à des maladies induites par les autoanticorps humains, telles que le LES. Des études complémentaires dans cette direction pourraient fournir de nouveaux outils pour traiter les maladies auto-immunes humaines