In this study we have shown that activation of arthritogenic splenocytes with antigen and agonistic anti-CD40 gives raise to a B cell population that produce high levels of interleukin (IL)-10 and low levels of interferon (IFN)-γ. Transfer of these B cells into DBA/1-TcR-β-Tg mice, immunized with bovine collagen (CII) emulsified in complete Freund's adjuvant inhibited T helper type 1 differentiation, prevented arthritis development, and was also effective in ameliorating established disease. IL-10 is essential for the regulatory function of this subset of B cells, as the B cells population isolated from IL-10 knockout mice failed to mediate this protective function. Furthermore, B cells isolated from arthritogenic splenocytes treated in vitro with anti–IL-10/anti–IL-10R were unable to protect recipient mice from developing arthritis. Our results suggest a new role of a subset of B cells in controlling T cell differentiation and autoimmune disorders.

B cells have paradoxical roles in autoimmunity, exerting both pathogenic and protective effects. Pathogenesis may be antibody independent, as B cell depletion therapy (BCDT) leads to amelioration of disease irrespective of autoantibody ablation. However, the mechanisms of pathogenesis are poorly understood. We demonstrate that BCDT alleviates central nervous system autoimmunity through ablation of IL-6–secreting pathogenic B cells. B cells from mice with experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) secreted elevated levels of IL-6 compared with B cells from naive controls, and mice with a B cell–specific IL-6 deficiency showed less severe disease than mice with wild-type B cells. Moreover, BCDT ameliorated EAE only in mice with IL-6–sufficient B cells. This mechanism of pathogenesis may also operate in multiple sclerosis (MS) because B cells from MS patients produced more IL-6 than B cells from healthy controls, and this abnormality was normalized with B cell reconstitution after Rituximab treatment. This suggests that BCDT improved disease progression, at least partly, by eliminating IL-6–producing B cells in MS patients. Taking these data together, we conclude that IL-6 secretion is a major mechanism of B cell–driven pathogenesis in T cell–mediated autoimmune disease such as EAE and MS.

Immunological memory has generally been ascribed to the development of long-lived memory cells that can persist for years in the absence of renewed antigenic encounter. In the experiments reported here, we have adoptively transferred memory T cells in the presence and absence of priming antigen and assessed their functional survival. The results indicate that, in contrast to the traditional view, the maintenance of T cell memory requires the presence of antigen, suggesting that memory, like tolerance, is an antigen-dependent process rather than an antigen-independent state.

B cells are well documented as APC; however, their role in supporting and programming the T cell response in vivo is still unclear. Studies using B cell-deficient mice have given rise to contradictory results. We have used mixed BM chimeric mice to define the contribution that B cells make as APC. When the B cell compartment is deficient in MHC class II, while other APC are largely normal, T cell clonal expansion is significantly reduced and the differentiation of T cells into cytokine-secreting effector cells is impaired (in particular, Th2 cells). The development of the memory T cell populations is also decreased. Although MHC class II-mediated presentation by B cells was crucial for an optimal T cell response, neither a B cell-specific lack of CD40 (influencing costimulation) nor lymphotoxin alpha (influencing lymphoid tissue architecture) had any effect on the T cell response. We conclude that in vivo B cells provide extra and essential Ag presentation capacity over and above that provided by dendritic cells, optimizing expansion and allowing the generation of memory and effector T cells.

The maintenance of immune tolerance to apoptotic cells (AC) within an inflammatory milieu is vital to prevent autoimmunity. To investigate this, we administered syngeneic AC i.v. into mice carrying a cohort of ovalbumin (OVA)-specific transgenic T cells (DO11.10) along with OVA peptide and complete Freund's adjuvant, observing a dramatic increase in OVA-specific IL-10 secretion. Activated splenic B cells responded directly to AC, increasing secretion of IL-10, and this programming by AC was key to inducing T cell-derived IL-10. We went on to ask whether AC are able to modulate the course of autoimmune-mediated, chronic inflammation. AC given up to 1 month before the clinical onset of collagen-induced arthritis protected mice from severe joint inflammation and bone destruction. Antigen-specific CD4 + T cells again secreted significantly more IL-10, associated with a reduced titer of pathogenic anti-collagen II antibodies. Inhibition of IL-10 in vivo reversed the beneficial effects of AC. Passive transfer of B cells from AC-treated mice provided significant protection from arthritis. These data demonstrate that AC exert a profound influence on an adaptive immune response through the generation of CD19 + regulatory B cells, which in turn are able to influence the cytokine profile of antigen-specific effector T cells.

Abstract B cells are key pathogenic drivers of chronic inflammation in rheumatoid arthritis (RA). There is limited understanding of the relationship between synovial B cell subsets and pathogenic antibody secreting cells (ASCs). This knowledge is crucial for the development of targeted therapies. Here, we combine flow cytometry of circulating B cells with single-cell RNA and paired repertoire sequencing of over 27,000 synovial B cells from patients with established RA. Twelve B cell clusters were identified including previously recognised subsets, and a novel cluster that strongly expressed heat shock proteins. All lineages identified by trajectory analysis contribute to the DN2 B cell population, which is the major precursor to synovial ASCs. This was further supported by B cell receptor (BCR) lineage analysis, which revealed clonal relationships between DN2 cells and ASCs. This study advances our understanding of B cells in RA and reveals the origin of pathogenic ASCs in the RA synovium.

Objectives: The success of B cell depletion therapy in rheumatoid arthritis (RA) therapy testifies to their importance in disease pathogenesis, but the precise B cells mediating this are unclear. For example, it is unknown if RA patients predominantly express a limited number of circulating clonally expanded populations of B cells with highly mutated B cell antigen receptors (BCRs) that would constitute a shared antigen driven response. Methods: To address this, we have undertaken the largest study to date utilising next generation sequencing (NGS), to identify the full length of the peripheral blood BCR sequences from the antigen-binding heavy chain. Between 25,000 to 200,000 BCR sequences per patient were analysed from 127 newly diagnosed RA patients, 16 heathy controls, 16 RA patients with established disease and 8 paired blood and synovial samples. This was complemented with B cell subset analysis from an additional 64 RA patients and 22 healthy controls. Results: RA patients expressed a significantly higher percentage of circulating poorly mutated polyclonal IgG+ve variable heavy (IgG-Vh) BCR sequences, both at the time of diagnosis and following treatment. These sequences resided predominantly within TNF-alpha secreting IgG+ve CD27-ve B cells, that were expanded in RA peripheral blood and enriched in the rheumatoid synovium. Surprisingly, peripheral and synovial B cell repertoires of RA patients are quite distinct, sharing very few IgG sequences. Conclusions: This is the first report to conclusively establish that a substantial component of the peripheral B cell repertoire in RA consists of polyclonal hypomutated IgG+ve BCRs that may play a critical role in driving an autoimmune mediated inflammation.