Partie 4: IMMUNOTHERAPIE : LES GREFFES
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- Paul Nolet
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1 Partie 4: IMMUNOTHERAPIE : LES GREFFES Les greffes existent depuis très longtemps, mais leur essor date de 1940 (=1ère greffe de peau chez les aviateurs brûlés pendant la guerre) : 1ère transplantation rénale Progrès des greffes : techniques chirurgicales, techniques de réanimation, connaissance des allo-ag, traitements immunosuppresseur avec la découverte de la ciclosporine... Aujourd'hui les greffes sont des traitements couramment pratiqués, la durée de survie des greffes est bonne à court et moyen terme. I. Définitions Transplantation : prélèvement d'un organe sur un donneur que l'on va implanter chez un receveur avec rétablissement de la continuité vasculaire. (ex : foie, coeur, poumon...). Le terme de greffe ne devrait être utilisé que pour des tissus, quand il n'y a pas d'anastomose vasculaire (ex : greffe de cornée, peau). Autogreffe : le donneur et le receveur sont le même individu. (ex : greffe de peau). Isogreffe = greffe syngénique : le donneur et le receveur sont génétiquement identiques (identiques pour le système HLA en général, jumeaux). Allogreffe = greffe allogénique : le donneur et le receveur sont de la même espèce mais génétiquement différents. Xénogreffe : le donneur et le receveur ne sont pas de la même espèce, donc génétiquement différents. Le destin d'un greffe et d'un transplant va dépendre de la compatibilité entre le donneur et le receveur. S'ils ne sont pas génétiquement identiques, la greffe sera toujours rejetée. Actuellement le succès des greffes dépend uniquement du traitement immunosuppresseur. Le rejet des greffes dépend du degré de compatibilité entre le donneur et le receveur. On distingue donc différents types de rejet : Rejet hyperaigu : rejet précoce, brutal, que l'on observe quand il y a pré-sensibilisation (Ac préexistants). Il se manifeste dans les heures qui suivent la greffe. Rejet aigu : Il se manifeste 8 à 15 jours après la greffe, il est dû à la réponse immunitaire qui se développe. Il est possible de l'éviter et l inverser par un traitement sous immunosuppresseurs. Rejet chronique : il est tardif (peut se manifester après un an). Il est irréversible pour le moment et on n'en connaît pas le mécanisme. II. Les bases moléculaires de l'alloréactivité Quand le donneur et le receveur sont identiques génétiquement : la greffe est acceptée. Quand le donneur et le receveur sont différents génétiquement : la greffe est rejetée. Quand le donneur (B) donne un greffon à un receveur (croisement A et B) : la greffe est acceptée. Quand le donneur (croisement A et B) donne un greffon à un receveur (B) : la greffe est rejetée. II.1. Le rôle du système immunitaire dans le rejet Notations: R=receveur et D=donneur Expérience 1 : Une souris de souche A (D) donne à une souris de souche B (R) non traitée : rejet lent (aigu).
2 Expérience 2 : Une souris A (D) donne à une souris B (R) qui a déjà eu une greffe de A rejetée (la souris B a donc été sensibilisée par A) : rejet rapide (mémoire). Expérience 3 : Une souris A (D) donne à une souris B (R) où on a injecté des lymphocytes de la souris greffée de l'expérience 1 : rejet rapide (rôle des LT). Expérience 4 : Une souris C (D) donne à une souris B (R) déjà sensibilisée par une greffe d'une souris A : rejet lent (spécificité). La reconnaissance est spécifique. La réponse immunitaire est à l'origine du rejet : les Ag interviennent = allo-ag. Les Ag qui varient le plus sont les Ag du CMH. II.2. Déclencheurs II.2.1. Allo-Ag majeurs d'histocompatibilité Ce sont les molécules de classe I et II du CMH (sont très polymorphes au sein de l'espèce humaine) et donc responsables du rejet des greffes. Il est donc très rare de trouver 2 individus avec les mêmes molécules de classe I et II du CMH. Chaque haplotype résulte de l'expression de 6 loci différents avec à chaque locus existence de dizaines d'allèles différents : on a tous des Ag propres à soi. Ag de classe I du CMH : sur toutes les cellules nuclées Ag de classe II constitutive sur macrophages, lymphocytes B, CD, et peuvent être induits sur d autres cellules par des cytokines. II.2.2. Ag mineurs d histocompatibilité : Sont à l origine de rejets même s'il y a identité au niveau du CMH. Ce rejet se fera plus lentement (rejet chronique), la fréquence des LT pouvant le reconnaître est plus faible. Ils ne peuvent être reconnus que dans le complexe du CMH du soi, ils correspondent à des peptides dérivés de protéines du soi qui présentent une variabilité allélique. Ils sont présentés par le CMH de classe I et codés par d autres gènes que celui du CMH I. Premier Ag mineur identifié = ensemble de protéines dont le gène qui se trouve sur le chromosome Y. Il y a donc une réponse "femelle anti-mâle" mais pas "mâle anti-femelle". Tout autre polymorphisme pourra être à l origine d Ag mineur d histocompatibilité. Cas particulier du système ABO : les Ag ne peuvent pas être reconnus comme des Ag majeurs ou mineurs d histocompatibilité car sont incapables de déclencher une réponse T (cellulaire) puisque ce sont des sucres. Mais ils sont capables de provoquer l apparition d une forte réponse Ac. On doit en tenir compte car ces Ag se trouvent également sur les cellules endothéliales. Remarque : le système rhésus n intervient pas du tout. II.3. Théorie de l alloréactivité Les LT qui reconnaissent les allo-ag sont nommés LT alloréactifs. Ce sont des LT du receveur correspondant à 10% de la population totale en LT. Ils vont reconnaître un Ag du non-soi présenté par le CMH du soi. Il y a 2 théories (les 2 coexistent) : II.3.1. Théorie directe Les LT du receveur (LT alloréactifs) reconnaissent directement les molécules du CMH du donneur qui contient un peptide endogène (d donneur) à la surface des cellules du donneur. Dans le cas d une greffe le LT reconnaît le CMH du non-soi (du donneur). On essaie d expliquer ceci par une réaction croisée : - soit ils ne reconnaissent que le peptide - soit ils ne reconnaissent que l'allo-cmh
3 II.3.2. Théorie indirecte Les LT du receveur reconnaissent un peptide (l allopeptide) qui provient de la molécule du CMH du donneur mais qui lui est présenté par son propre CMH (activation classique du LT). III. La séquence présumée des évènements conduisant au rejet Les LT jouent un rôle central et sont à l origine du rejet : - au moment du rejet, il y a une infiltration de LT - on peut transférer l immunité de greffe avec des LT purifiés - chez la souris nude athymique il n y a pas de rejet Il y a 2 phases dans les rejets : une phase de sensibilisation (pour stimuler les LT dans les organes lymphoïdes) et une phase effectrice. III.1. Phase de sensibilisation (pour stimuler les LT) III.1.1. Voie directe Ce sont les cellules dendritiques du donneur (portant l'allo-cmh) présentes dans le greffon qui vont aller sensibiliser le receveur. Ces cellules dendritiques migrent hors du greffon (par la voie lymphatique ou sanguine) et vont sensibiliser les LT du receveur dans les organes lymphoïdes. Les LT sensibilisés sont devenus des effecteurs partant vers le greffon et jouant un rôle effecteur. On peut augmenter la durée de vie des greffons en leur enlevant leurs cellules dendritiques. III.1.2. Voie indirecte Cellules dendritiques du receveur migrent jusqu au greffon où elles prennent en charge des molécules, fragments du CMH du donneur, des Ag d HC et retournent aux organes lymphoïdes où elles vont sensibiliser les LT à ces molécules. Les LT activés vont migrer jusqu au greffon pour exercer les mécanismes effecteurs. Quand on élimine les CD du greffon/transplant avant l implantation, cette sensibilisation n existe pas. III.2. Déclenchement du rejet Effecteurs LTCD 4 + cellules NK LTh 1 LTCD 8 LB IFNγ, TNFα Production d Ac Production d Ac : pas de rôle important supposé lors de rejet aigu, mais rôle possible lors de rejet
4 hyperaigu. Immunothérapie Rejet hyperaigu: lié à la présence d Ac présents avant la greffe et dirigés contre des Ag situés sur les cellules endothéliales. (=Ag du CMH ou du système ABO). Origine de ces cellules: transfusion, greffe préalable, grossesse En principe ce rejet n existe plus car on greffe en ABO compatible et on fait également un test de lymphocytotoxicité permettant de détecter si le receveur a des Ac dirigés contre les Ag du receveur. Test Cross-Match : on prend le sérum du receveur, on le met en contact avec les molécules du CMH, et si le sérum du receveur contient des Ac alors ces Ac se fixent sur les lymphocytes. On ajoute ensuite du complément, soit les cellules sont lysées et sont perméables, soit les cellules sont mortes (coloration bleue) et donc le receveur a des Ac contre ces molécules du CMH et contre-indication absolue à la greffe. Le rejet aigu : il est dû à la réponse de LT, il est dû à l action de lymphocytes et d Ac. Le rejet chronique : il n est pas réversible et reste mal connu. Il peut être dû à des IC, à une rupture de la tolérance...on sait juste qu une de ses manifestations est un épaississement de la paroi vasculaire allant jusqu à sa fermeture rejet du greffon. Xénogreffes : On a beaucoup travaillé sur le porc car c est le plus proche de l homme au niveau de l organisation et de la taille des organes, mais on a eu des rejets hyperaigus car tout le monde possède des Ac antiporc : ce sont des Ac dirigés contre des sucres trouvés sur les cellules endothéliales du porc. On a créé des porcs transgéniques n ayant plus ces sucres mais on a toujours des problèmes de rejet aigu et chronique IV. Amélioration de la survie du greffon On sélectionne tout d abord les receveurs et les donneurs : c est un compromis entre l urgence de la greffe, les facteurs immunologiques, les infections du donneur et les délais de conservation de l organe. Ex : pour le foie : 4-5 heures, pour le rein : 20 à 30 heures = temps d ischémie froide Quand on fait une greffe de moelle osseuse, on fait une purge médullaire. Les différents traitements immunosuppresseurs ont considérablement modifié les conditions de la greffe. IV.1. Les différents types de greffes On a des greffes d organes (transplantation), de tissus ou de cellules hématopoïétiques (cellules souches). IV.1.1. Greffe d organes Les greffes de reins sont les plus difficiles car elles sont les plus rejetées. Ces greffes proviennent d un cadavre ou d un donneur où l on peut prélever les reins, le foie, de la peau, le cœur et les poumons, des îlots de pancréas. Les greffes de foie sont difficile car la chirurgie est complexe et on peut avoir des réactions du greffon contre l hôte (GVHD: graft versus host disease) Quand fait-on une greffe d organe? - dans le cas d un dysfonctionnement majeur dû à une maladie chronique, une tumeur ou un syndrome aigu dans le cas d une hépatite - le nombre des indications de greffes augmente hélas plus vite que le nombre de donneurs donc il est important de se poser les questions qui, quand, - lorsque le pronostic vital est engagé. - il existe des contre-indications chez le donneur : cas d une maladie systémique ou infectieuse, âge
5 du donneur qui entre en compte : âge < 65 ans pour un rein, et âge < 60 ans pour tout autre organe. - chez le receveur : risque problématique d intolérance aux immunosuppresseurs. IV.1.2. Greffe de tissu Ce sont des greffes très souvent réalisées chez les brûlés (greffes de peau). Quand la surface à greffer est trop importante on effectue une allogreffe transitoire. Exemple : allogreffe de cornée, d os ou de cartilage (ici aucun ne nécessite d immunosuppresseurs). IV.1.3. Greffe de cellules souches hématopoïétiques On utilise pour cela les cellules souches de la moelle osseuse et du sang placentaire (donneur vivant). On en fait 3 à 4000 par an. Cas particulier, car en principe on a un rejet du greffon par l hôte mais ici, la MO est un tissu immunocompétent se produit l inverse. Non traité cette année : Il y a des autogreffes qui constituent 80% des indications oncologiques : on prélève de la moelle osseuse, on élimine les cellules tumorales, et on la congèle. Ensuite on détruit la moelle osseuse restante par chimiothérapie associée ou non à une irradiation totale et des GAL (globules anti lymphocytaires), ce qui provoque une aplasie et on réinjecte la moelle conservée. Ces greffes de cellules souches sont destinées à des receveurs atteints de maladie hématologiques malignes ou non, d anémies, de thalassémies, d immunodéficience sévère). Il n'y a pas de GVHD et le délai de récupération est comparable à celui d'une allogreffe. On a aussi le cas des allogreffes : quand on a des différences de CMH, les LT du donneur vont reconnaître les tissus du receveur comme étrangers (c est une réaction du greffon contre son hôte). C est donc un cas de greffes extrêmement complexe, souvent réservé aux enfants atteints de déficits immunologiques sévères ou aux patients <55 ans atteints de leucémie aiguë ou chronique. Le principe est la destruction de la moelle (irradiation + cyclophosphamide + GAL) puis on injecte de la moelle osseuse (souvent prélevée dans le fémur du donneur) mais pendant un mois le sujet sera en isolement en chambre stérile. On traite par des immunosuppresseurs pour prévenir la GVHD : les troubles sont évalués sur une échelle de 1 à 4 : niveau 1 et 2 : troubles digestifs, urticaire, atteinte hépatique, atteintes pulmonaires, réversibles par des corticoïdes. niveau 3 : il faut traiter avec des GAL ou des Ac anti-cd3. Niveau 4 : décès On essaie donc d enlever les lymphocytes T du donneur, les LT qui maturent ensuite sont tolérants. On ne doit pas enlever tous les LT car si il reste des cellules tumorales chez le receveur ces LT vont les tuer. On enlève donc un maximum de LT mais pas tous Les patients sont traités avec CSF (facteur de stimulation des colonies) car ils vont permettre une sortie plus rapide des polynucléaires. Il faut 4 à 5 mois pour récupérer et jusqu'à 2 ans pour que le receveur recouvre des taux normaux d'ac. IV.2. Risques On a des risques à toutes les étapes - le prélèvement - la conservation - le transport - la transformation du greffon. - aux complications chirurgicales - concernant la transmission d infections - des risques immunologiques (rejet) - liés à l utilisation de médicaments immunosuppresseurs: infections et développement de tumeurs Les risques infectieux portent surtout sur les virus de l herpès et les papillomavirus. On contrôle mal le problème du virus d Epstein-Barr (EBV), alors que le CMV et HSV 1 et 2 sont contrôlés par chimiothérapie antivirale. Globalement toute infection virale peut à moyen terme entraîner des cancers. Le virus d EBV peut provoquer des lymphomes, et celui du papillomavirus des cancers génitaux. La surveillance est donc importante. On a des risques liés à l utilisation de médicaments immunosuppresseurs qui sont généralement utilisés en bi- ou en trithérapie, on a rarement un immunosuppresseur tout seul :
6 - corticoïdes - azathioprine (rôle antimétabolite) - cyclosporine Immunothérapie Le problème va être que les effets secondaire de ces 3 produits s additionnent : - corticoïdes (cf cours de chimie théra 3ème année) - azathioprine toxicité rénale et diminution des leucocytes - cyclosporine hypertension artérielle, hirsutisme Les infections pyogènes, fongiques, sont toujours plus graves chez les greffés. On a aussi le problème des infections latentes et de leur réveil (zona, herpès, ) V. Cas de la grossesse Le conceptus est constitué du fœtus et de ses tissus annexes. Le conceptus est un tissu allogénique pour la femme enceinte car il exprime des molécules du CMH codées par l'haplotype paternel. Ceci est bien supporté car le fœtus est isolé de la mère par le placenta, qui est immunologiquement incompétent. (syncytio et cytotrophoblaste). Le conceptus n exprime ni CMH1 ni CMH2 donc pas d attaque par les LT paternels Les cellules NK n attaquent pas non plus le placenta car il exprime des HLA-G de classe 1, liant les récepteurs inhibiteurs des NK. Tolérance maternelle : Diminution de la réponse immunitaire chez la femme enceinte : diminution du nombre des LT et NK (LB sont normaux) mais la réponse aux infections reste normale. Sécrétion de cytokines IL4 e IL-10 : suppression de a réponse Th1 (rejet) àl interface fœtus-mère (épithélium utérin, trophoblaste).
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