Los linfocitos B residentes del timo sufren una diferenciación homeostática hacia células de memoria

Abstract

El timo contiene una población de linfocitos B que participa en la maduración y selección de los linfocitos T. Estudios recientes y antecedentes de nuestro laboratorio muestran que, de manera basal, los linfocitos B tímicos de ratones que no han sido inmunizados poseen elevada expresión de moléculas de activación y aproximadamente un tercio de ellos ha realizado cambio de isotipo de inmunoglobulina (Ig). Si bien, la activación y cambio de clase de Ig son procesos clásicamente asociados a la diferenciación de linfocitos B de memoria en respuesta a antígenos extraños en la periferia, no es claro si los linfocitos B en el timo recapitulan las propiedades fenotípicas de linfocitos B de memoria convencionales y si su diferenciación sigue la vía clásica de activación en respuesta a antígenos exógenos. En este trabajo, nos propusimos evaluar el fenotipo de los linfocitos B del timo en distintos contextos para dilucidar el proceso de formación de los linfocitos B de memoria tímicos. Para cumplir este objetivo, analizamos la expresión de moléculas asociadas con el fenotipo de linfocitos B de memoria periféricos. Nuestros resultados muestran que, de manera basal, una proporción significativa de los linfocitos B del timo realizan cambio de clase a los isotipos IgG2b e IgA, y expresan los marcadores de memoria CD73 y PD-L2. Interesantemente, en un modelo de parabiosis encontramos que una fracción de los linfocitos B circulantes que migran al timo realizan cambio de clase de Ig recapitulando el fenotipo de los linfocitos B residentes. Dado que esto sugiere que la formación de linfocitos B de memoria ocurre localmente en el timo sin requerir estímulos antigénicos externos, evaluamos si un contexto de exposición reducida a antígenos externos afecta la formación de los linfocitos B de memoria en el timo. Para ello, generamos ratones con microbiota intestinal reducida mediante la administración de antibióticos desde el desarrollo perinatal. Observamos que el número de linfocitos B de memoria con cambio de clase disminuyen significativamente en el bazo y en los órganos linfoides asociados al intestino mientras que en el timo no se ven significativamente afectadas estas poblaciones. Siguiendo esta línea, también evaluamos si la cinética de aparición de los linfocitos B de memoria tímicos está correlacionada con la formación de memoria en órganos linfoides periféricos. Importantemente, observamos que, en el timo, los linfocitos B IgG2b+ e IgA+ aparecen tempranamente durante los primeros días de vida, mientras que en el bazo comienzan a aparecer en etapas más tardías de desarrollo. Interesantemente, en el modelo murino OT-II –en el cual no ocurre interacción entre los linfocitos B y linfocitos T inmaduros– la diferenciación de linfocitos B de memoria tímicos se ve drásticamente reducida. En conjunto, los resultados de este trabajo aportan evidencia de un proceso atípico en el cual una fracción de los linfocitos B en el timo poseen un fenotipo de memoria de manera local en un proceso que requiere la interacción con linfocitos T inmaduros y es independiente de la activación de los linfocitos B periféricos frente antígenos externos.

The thymus contains a population of resident B cells that participate in the maturation and selection of T cells. Recent studies and results from our laboratory show that, in a steady-state condition, thymic B cells from non-immunized mice have a high expression of activation molecules, and approximately a third of them have undergone an immunoglobulin (Ig) class switch. While activation and Igclass- switching are processes typically associated with memory B cell differentiation in response to foreign antigens in the periphery, it is unclear if B cells in the thymus recapitulate the phenotypic properties of conventional memory B cells and if their differentiation follows the classical pathway of activation in response to exogenous antigens. In this work, our main goal was to evaluate the phenotype of thymic B cells in different contexts to elucidate the formation of thymic memory B cells. For this aim, first we analyzed the expression of molecules that have been associated with the phenotype of peripheral memory B cells. Our results show that, at steadystate condition, a significant proportion of thymic B cells have undergone classswitching to the IgG2b and IgA isotypes and express the memory markers CD73 and PD-L2. Interestingly, in a parabiosis model, we found that a similar fraction of circulating B cells that migrate to the thymus undergo Ig class switching, recapitulating the phenotype of resident B cell. Since this suggests that memory B cell differentiation occurs locally in the thymus without requiring external antigenic stimuli, we evaluated whether a context of reduced exposure to external antigens affects the formation of memory B cells in the thymus. For this, we generated mice with reduced intestinal microbiota by administering antibiotics from the perinatal development. We observed that the number of Ig-classswitched memory B cells is significantly decreased in the spleen and gutassociated lymphoid organs, while these populations are not significantly affected in the thymus. Similarly, we also evaluated whether the kinetics of appearance of thymic memory B cells is correlated with memory formation in peripheral lymphoid organs. Importantly, we observed that, in the thymus, IgG2b+ and IgA+ B cells appear early during the first days of life, while in the spleen they begin to appear at later stages of development. Interestingly, in the OT-II mouse model –in which interaction between thymic B cells and cognate immature CD4+ T cells is abrogated– the differentiation of thymic memory B cells is drastically reduced. Altogether, our results provide evidence that the thymus supports an atypical process in which a fraction of resident B cells in the thymus acquire a memory phenotype locally, through the interaction with developing T cell that is independently of the activation of peripheral B cells against external antigens.