Heterogeneity of monocytes and monocyte-derived cells in human lymph nodes and bone marrow

par Marwan Qubaja

Thèse de doctorat en Physiologie et physiopathologie

Sous la direction de Thierry Jo Molina.

Soutenue en 2008

à Paris 6 .

  • Titre traduit

    Hétérogénéité des monocytes et des cellules dérivées des monocytes dans les ganglions lymphatiques et la moelle osseuse humains


  • Résumé

    Rappel des faits: les monocytes humains dérivent de la moelle osseuse à partir d'un progéniteur myéloïde commun, et migrent dans la circulation sanguine. Les monocytes sont capables de se différencier en cellules effectrices morphologiquement et fonctionnellement hétérogènes, tels les macrophages et les cellules dendritiques. Basé sur l’expression de CD14 et CD16, les monocytes sanguins se répartissent entre une population majoritaire CD14highCD16- et deux populations minoritaires CD14highCD16+ et CD14dimCD16+. Objectif: Nous avons étudié l'hétérogénéité des monocytes et des cellules dérivées des monocytes, à l’état réactionnel et tumoral, dans la moelle osseuse et les ganglions lymphatiques humains à l’aide des marqueurs dérivés des monocytes/macrophages analysables sur tissu fixé et inclus en paraffine. Matériel et Méthodes: Nous avons ainsi analysé une série de 33 biopsies ostéomédullaires (BOMs) dont 8 BOMs normales, 15 cas de leucémie myélomonocytaire chronique (LMMC) et 10 cas de leucémie myéloïde chronique (LMC). Nous avons également étudié une série de 27 biopsies ganglionnaires lymphatiques dont 15 biopsies de lymphadénites réactionnelles et 12 biopsies de lymphome diffus à grandes cellules B (DLBCL). Nous avons évalué, sur toutes les séries, l'expression des marqueurs suivants: MPO, CD68 (KP1 and PG-M1), CD15, Glycophorin C, CD14, CD16, CD169, CD163, DC-SIGN, CD1a, CD11c, et CD123. Résultats: Sur les BOMs normales, nous avons clairement identifié des monocytes CD14+ dont les noyaux étaient mono ou bilobés, très difficile à distinguer morphologiquement de certains polynucléaires neutrophiles. Ces monocytes CD14+ n’exprimaient pas PG-M1 et CD163 sur tissu fixé. Les monocytes CD16+ étaient extrêmement rares sur les BMBs normales. Les macrophages médullaires et les granulocytes étaient CD14-. Nous avons montré une expansion significative des monocytes CD14+ dans la LMMC par rapport à la LMC et aux BOMs normales mais ces monocytes restent dispersés de façon interstitielle sans plages tumorales, et les monocytes CD16+ restaient exceptionnels. Nous avons également montré une diminution significative du nombre des granulocytes exprimant MPO, CD15 et CD16 dans la LMMC, probablement liée à la dysgranulopoïèse souvent rencontrée dans cette maladie. Dans les ganglions lymphatiques réactionnels, nous avons montré que la plupart des histiocytes sinusaux exprimaient CD14, CD16, CD169, et DC-SIGN. Toutefois, les histiocytes des sinus avec erythrophagocytose étaient CD14-, mais exprimait CD169 et CD16. CD163 et CD11c marquait de façon hétérogène les histiocytes des sinus et quelques rares cellules dans le centre germinatif ayant la morphologie des cellules dendritiques. Dans les ganglions lymphatiques de la maladie de Kikuchi Fujimoto, nous avons démontré une forte expansion du nombre des cellules dérivées des monocytes MPO+, et de nombreuses cellules étaient également positives pour CD123, CD14, CD163 et CD11c. Dans les DLBCL, nous avons observé une forte expansion des cellules dérivées des monocytes CD14+, sauf dans les cas associés à de nombreuses mitoses, corps apoptotiques, et macrophages à corps tingible. Nous n'avons montré aucune augmentation en nombre des cellules dérivées des monocytes exprimant CD169, CD1a ou DC-SIGN. Conclusion: Nous avons démontré que l’immunomarquage anti-CD14 permet d'identifier clairement la population monocytaire minoritaire sur la BOM normale et représente une aide utile au diagnostic histopathologique de la LMMC, probablement liée à l'expansion de la sous-population monocytaire CD14+CD16-. Nous avons également démontré l'hétérogénéité morphologique et phénotypique des cellules dérivées des monocytes dans les ganglions lymphatiques humains. Dans les ganglions réactionnels, les histiocytes des sinus sont CD14+CD16+ alors que les histiocytes sinusaux avec erythrophagocytose sont CD14-CD16+. Le DLBCL est associé à la présence de nombreuses cellules dérivées des monocytes CD14+ sauf dans les cas où se trouvent de nombreuses mitoses et des macrophages à corps tingible. Que ces changements phénotypiques soient dus au recrutement d'une sous-population monocytaire différente (CD14+CD16-, CD14-CD16+) ou à une diminution d’expression de récepteurs au sein d’une même sous-population reste à démontrer. Cependant, ces phénotypes sont probablement associés aux fonctions effectrices différentielles de ces cellules dérivées des monocytes.


  • Résumé

    Background: Human monocytes originate in the bone marrow from a common myeloid progenitor, and they are then released into the peripheral blood. Circulating monocytes are capable of differentiating into morphologically and functionally heterogeneous effector cells, including macrophages and dendritic cells. Based on CD14 and CD16 expression, human peripheral blood monocytes can be divided into a major CD14highCD16- population and two minor CD14highCD16+ and CD14dimCD16+ subpopulations. Objective: We aimed to study the heterogeneity of monocytes and monocyte-derived cells in human bone marrow and lymph nodes, in reactive and tumoral states, with the help of new monocyte/macrophage-derived markers evaluable on paraffin-embedded tissue. Materials and Methods: For this purpose, we studied a series of 33 bone marrow biopsies (BMBs) consisted of 8 normal BMBs, 15 cases of chronic myelomonocytic leukemia (CMML) and 10 cases of chronic myeloid leukemia (CML). We also studied a series of 27 lymph node biopsies including 15 biopsies of reactive lymph nodes and 12 diffuse large B cell lymphoma (DLBCL) nodal biopsies. We evaluated the expression of the following markers on bone marrow and lymph node biopsies: MPO, CD68 (KP1 and PG-M1), CD15, Glycophorin C, CD14, CD16, CD169, CD163, DC-SIGN, CD1a, CD11c, and CD123. Results: In normal BMBs, we clearly identified CD14+ monocytes with mono or bilobated nuclei, very difficult to differentiate from some neutrophils on morphology. These CD14+ monocytes were negative for PG-M1 and CD163. CD16+ monocytes were extremely rare on normal BMBs. Medullary macrophages and granulocytes were CD14-. We showed a significant expansion of dispersed CD14+ monocytes in CMML compared to CML and normal BMBs, but no increase in CD16+ monocytes. We also showed a significant decrease in the number of granulocytes expressing MPO, CD15 and CD16 in CMML, probably related to dysgranulopoiesis often encounterd in this disease. In reactive human lymph nodes, we showed that most sinusoidal histiocytes were strongly positive for CD14, CD16, CD169, and DC-SIGN. CD163 and CD11c variably stained sinusoidal histiocytes and a few cells in the germinal center having the morphology of dendritic cells. However, sinusoidal histiocytes with erythrophagocytosis lacked CD14, but expressed CD16 and CD169. In the lymph nodes of Kikuchi Fujimoto’s disease, we demonstrated a strong expansion of the number of MPO+ monocyte-derived cells, and numerous monocyte-derived cells were also positive for CD123, CD14, CD11c and CD163. In DLBCL, we demonstrated a strong expansion of CD14+ monocyte-derived cells, except in cases associated with numerous mitosis, apoptotic bodies, and tingible body macrophages. We showed no increase in number of monocyte-derived cells positive for CD169, CD1a or DC-SIGN. Conclusion: We demonstrated that CD14 immunostaining makes it possible to clearly identify the rare monocyte population on normal BMBs and this is therefore useful for the histopathological diagnosis of CMML, being probably mainly associated with the expansion of the CD14+CD16- monocyte subpopulation. We also demonstrated the morphological and phenotypical heterogeneity of monocyte-derived cells in human lymph nodes. In reactive human lymph nodes, sinusoidal histiocytes are CD14+CD16+ whereas these sinusoidal histiocytes with erythrophagocytosis are CD14-CD16+. DLBCL is associated with the presence of numerous CD14+ monocyte-derived cells except in cases where numerous mitosis and tingible body macrophages are found. Whether these phenotypical changes are due to the recruitment of a different monocyte subpopulation (CD14+CD16-, CD14-CD16+) or to a downregulation of some receptors remains to be demonstrated. However, these changes are probably linked to the differential effector functions of these monocyte-derived cells

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Informations

  • Détails : 1 vol. (IV-[185] f.)
  • Annexes : Bibliogr. f. 109-125. 248 réf. bibliogr.

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Biologie-Chimie-Physique Recherche.
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  • Cote : T Paris 6 2008 226
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