Study the dynamics of HBsAg-specific B cells in mouse model of HBV pathogenesis

L'infezione da virus dell'epatite B (HBV) rappresenta ancora oggi una sfida per la salute globale, in quanto colpisce oltre 250 milioni di persone nel mondo e contribuisce allo sviluppo di gravi malattie epatiche, inclusa la cirrosi e il carcinoma epatocellulare. Nonostante la disponibilità di vaccini, le opzioni terapeutiche per l'infezione cronica da HBV sono limitate a causa di una conoscenza incompleta dei meccanismi immunitari alla base della patogenesi dell'HBV. Un indicatore chiave del controllo immunitario sull'infezione da HBV è la sieroconversione dell'antigene di superficie dell'epatite B (HBsAg). La presenza di anticorpi contro l'antigene di superficie dell'HBV, infatti, rappresenta la risoluzione dell'infezione da epatite B e la sieroconversione correla con esiti clinici favorevoli. Tuttavia, i meccanismi cellulari e molecolari che guidano la sieroconversione spontanea dell'HBsAg non sono ancora completamente chiariti. Con l'obiettivo di indagare i meccanismi implicati nella sieroconversione spontanea nella patogenesi dell'HBV, abbiamo utilizzato topi transgenici per HBV (HBV Tg). Circa il 60% dei topi HBV Tg sviluppa spontaneamente anticorpi anti-HBsAg che eliminano i virioni circolanti e le particelle subvirali, portando alla sieroconversione. I nostri risultati mostrano che, nei topi HBV Tg che perdono spontaneamente l'HBsAg, le cellule B che producono anti-HBs sono prevalentemente localizzate nella milza, nel fegato, nel midollo osseo e nel colon, svolgendo un ruolo cruciale nell'eliminazione dell'HBsAg. Questa diminuzione mediata da anticorpi richiede l'aiuto delle cellule T CD4+. I topi HBV Tg che non esprimono i marker di superficie CD40L o MHC-II, quindi carenti di cellule T CD4+, non riescono infatti a generare anticorpi anti-HBsAg e non sono in grado di eliminare l'HBsAg. Inoltre, abbiamo osservato che il trasferimento di cellule T CD4+ da topi sieroconvertiti può ripristinare la capacità di eliminare l'HBsAg nei topi HBV Tg con persistenza dell'antigene. Lo studio esplora anche il ruolo del microbioma intestinale nella sieroconversione. Effettuando trapianti di microbiota fecale (FMT) nei topi HBV Tg, abbiamo osservato che i riceventi di FMT da donatori sieroconvertiti presentavano riduzioni significative dell'HBsAg nel siero. Inoltre, abbiamo dimostrato che il microbioma intestinale da solo può portare alla sieroconversione, suggerendo un ruolo diretto dell'asse intestino-fegato nell’epatite B. Sebbene l'impatto di questi risultati nell'uomo richieda ulteriori indagini, questa ricerca fornisce una comprensione dei meccanismi immunitari e microbici alla base della sieroconversione dell'HBsAg, con implicazioni potenzialmente più ampie anche in altre infezioni virali. Queste conoscenze potrebbero guidare lo sviluppo di future strategie terapeutiche mirate a potenziare l’eliminazione di HBV e migliorare il quadro clinico dei pazienti affetti da infezione cronica da HBV.

Hepatitis B virus (HBV) infection remains a major global health challenge, affecting over 250 million people worldwide and contributing to severe liver diseases, including cirrhosis and hepatocellular carcinoma. Despite the availability of preventive vaccines, therapeutic options for chronic HBV infection are limited due to an incomplete understanding of the immune mechanisms underlying HBV pathogenesis. A key marker of immune control over HBV infection is Hepatitis B surface antigen (HBsAg) seroconversion. The presence of antibodies against the HBV surface antigen, in fact, signifies Hepatitis B infection resolution and seroconversion correlates with favourable clinical outcomes. However, the cellular and molecular mechanisms driving spontaneous HBsAg seroconversion are not fully elucidated. With the aim of investigating the mechanisms of spontaneous seroconversion in HBV pathogenesis, we took advantage of HBV-replication competent transgenic mice (HBV Tg). Around ~60% of HBV Tg mice spontaneously develop anti-HBsAg antibodies which clear circulating virions and subviral particles, leading to seroconversion. Our findings show that, in HBV Tg mice that spontaneously lose HBsAg, anti-HBs-producing B cells are predominantly found in the spleen, liver, bone marrow, and colon, playing a crucial role in HBsAg clearance. This antibody-mediated clearance requires CD4+ T cell help. HBV Tg mice lacking in CD40L or MHC-II expression, thus deficient in CD4+ T cells, fail to generate anti-HBsAg antibodies and cannot clear HBsAg. Moreover, we find that adoptive transfer of CD4+ T cells from seroconverted mice can restore the capacity for HBsAg clearance in antigen-persistent HBV Tg mice. Furthermore, the study explores the role of the intestinal microbiome in HBs seroconversion. By conducting faecal microbiome transplants (FMT) in HBV Tg mice, we observed that recipients of FMT from seroconverted donors exhibited significant reductions in serum HBsAg. Moreover, we showed that the intestinal microbiome alone could lead to HBs seroconversion, suggesting a direct role of the gut-liver axis in HBV immunity. While the impact of these findings in humans requires further investigation, this research provides a foundational understanding of the immune and microbial mechanisms underpinning HBsAg seroconversion, with potentially broader implications for other viral infections. These insights could inform future therapeutic strategies aimed at enhancing HBV clearance and improving clinical outcomes in chronic HBV patients.