Nature Communications (May 2024)
Recruitment of plasma cells from IL-21-dependent and IL-21-independent immune reactions to the bone marrow
- Marta Ferreira-Gomes,
- Yidan Chen,
- Pawel Durek,
- Hector Rincon-Arevalo,
- Frederik Heinrich,
- Laura Bauer,
- Franziska Szelinski,
- Gabriela Maria Guerra,
- Ana-Luisa Stefanski,
- Antonia Niedobitek,
- Annika Wiedemann,
- Marina Bondareva,
- Jacob Ritter,
- Katrin Lehmann,
- Sebastian Hardt,
- Christian Hipfl,
- Sascha Hein,
- Eberhard Hildt,
- Mareen Matz,
- Henrik E. Mei,
- Qingyu Cheng,
- Van Duc Dang,
- Mario Witkowski,
- Andreia C. Lino,
- Andrey Kruglov,
- Fritz Melchers,
- Carsten Perka,
- Eva V. Schrezenmeier,
- Andreas Hutloff,
- Andreas Radbruch,
- Thomas Dörner,
- Mir-Farzin Mashreghi
Affiliations
- Marta Ferreira-Gomes
- Deutsches Rheuma-Forschungszentrum Berlin, ein Institut der Leibniz Gemeinschaft
- Yidan Chen
- Deutsches Rheuma-Forschungszentrum Berlin, ein Institut der Leibniz Gemeinschaft
- Pawel Durek
- Deutsches Rheuma-Forschungszentrum Berlin, ein Institut der Leibniz Gemeinschaft
- Hector Rincon-Arevalo
- Deutsches Rheuma-Forschungszentrum Berlin, ein Institut der Leibniz Gemeinschaft
- Frederik Heinrich
- Deutsches Rheuma-Forschungszentrum Berlin, ein Institut der Leibniz Gemeinschaft
- Laura Bauer
- Institute of Immunology, University Hospital Schleswig-Holstein
- Franziska Szelinski
- Deutsches Rheuma-Forschungszentrum Berlin, ein Institut der Leibniz Gemeinschaft
- Gabriela Maria Guerra
- Deutsches Rheuma-Forschungszentrum Berlin, ein Institut der Leibniz Gemeinschaft
- Ana-Luisa Stefanski
- Deutsches Rheuma-Forschungszentrum Berlin, ein Institut der Leibniz Gemeinschaft
- Antonia Niedobitek
- Deutsches Rheuma-Forschungszentrum Berlin, ein Institut der Leibniz Gemeinschaft
- Annika Wiedemann
- Deutsches Rheuma-Forschungszentrum Berlin, ein Institut der Leibniz Gemeinschaft
- Marina Bondareva
- Deutsches Rheuma-Forschungszentrum Berlin, ein Institut der Leibniz Gemeinschaft
- Jacob Ritter
- Deutsches Rheuma-Forschungszentrum Berlin, ein Institut der Leibniz Gemeinschaft
- Katrin Lehmann
- Deutsches Rheuma-Forschungszentrum Berlin, ein Institut der Leibniz Gemeinschaft
- Sebastian Hardt
- Department of Orthopedic Surgery, Charité-Universitätsmedizin Berlin
- Christian Hipfl
- Department of Orthopedic Surgery, Charité-Universitätsmedizin Berlin
- Sascha Hein
- Paul-Ehrlich-Institut, Bundesinstitut für Impfstoffe und biomedizinische Arzneimittel
- Eberhard Hildt
- Paul-Ehrlich-Institut, Bundesinstitut für Impfstoffe und biomedizinische Arzneimittel
- Mareen Matz
- Berlin Institute of Health at Charité-Universitätsmedizin Berlin
- Henrik E. Mei
- Deutsches Rheuma-Forschungszentrum Berlin, ein Institut der Leibniz Gemeinschaft
- Qingyu Cheng
- Deutsches Rheuma-Forschungszentrum Berlin, ein Institut der Leibniz Gemeinschaft
- Van Duc Dang
- Deutsches Rheuma-Forschungszentrum Berlin, ein Institut der Leibniz Gemeinschaft
- Mario Witkowski
- Deutsches Rheuma-Forschungszentrum Berlin, ein Institut der Leibniz Gemeinschaft
- Andreia C. Lino
- Deutsches Rheuma-Forschungszentrum Berlin, ein Institut der Leibniz Gemeinschaft
- Andrey Kruglov
- Deutsches Rheuma-Forschungszentrum Berlin, ein Institut der Leibniz Gemeinschaft
- Fritz Melchers
- Deutsches Rheuma-Forschungszentrum Berlin, ein Institut der Leibniz Gemeinschaft
- Carsten Perka
- Department of Orthopedic Surgery, Charité-Universitätsmedizin Berlin
- Eva V. Schrezenmeier
- Deutsches Rheuma-Forschungszentrum Berlin, ein Institut der Leibniz Gemeinschaft
- Andreas Hutloff
- Institute of Immunology, University Hospital Schleswig-Holstein
- Andreas Radbruch
- Deutsches Rheuma-Forschungszentrum Berlin, ein Institut der Leibniz Gemeinschaft
- Thomas Dörner
- Deutsches Rheuma-Forschungszentrum Berlin, ein Institut der Leibniz Gemeinschaft
- Mir-Farzin Mashreghi
- Deutsches Rheuma-Forschungszentrum Berlin, ein Institut der Leibniz Gemeinschaft
- DOI
- https://doi.org/10.1038/s41467-024-48570-0
- Journal volume & issue
-
Vol. 15,
no. 1
pp. 1 – 16
Abstract
Abstract Bone marrow plasma cells (BMPC) are the correlate of humoral immunity, consistently releasing antibodies into the bloodstream. It remains unclear if BMPC reflect different activation environments or maturation of their precursors. Here we define human BMPC heterogeneity and track the recruitment of antibody-secreting cells (ASC) from SARS-CoV-2 vaccine immune reactions to the bone marrow (BM). Trajectories based on single-cell transcriptomes and repertoires of peripheral and BM ASC reveal sequential colonisation of BMPC compartments. In activated B cells, IL-21 suppresses CD19 expression, indicating that CD19low-BMPC are derived from follicular, while CD19high-BMPC originate from extrafollicular immune reactions. In primary immune reactions, both CD19low- and CD19high-BMPC compartments are populated. In secondary immune reactions, most BMPC are recruited to CD19high-BMPC compartments, reflecting their origin from extrafollicular reactivations of memory B cells. A pattern also observable in vaccinated-convalescent individuals and upon diphtheria/tetanus/pertussis recall-vaccination. Thus, BMPC diversity reflects the evolution of a given humoral immune response.
