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IMMUNOLOGIE DES GREFFES ET TRANSPLANTATIONS

Immunologie

4ème année

Octobre 2012

Sylvie Chollet-Martin

PLAN

I – Introduction et définitions

II – Aspects cliniques1. règles de compatibilité2. les greffes et leurs complications3. les transplantations et les différents types de rejets

III – Aspects immunologiques1. Ag reconnus par le greffon2. Mise en évidence expérimentale3. Modèle in vitro : réaction mixte lymphocytaire4. Mécanismes du rejet

suraigu, aigu, chronique

IV – Prévention et traitement du rejet

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I – Introduction et définitions

1956 : 1ère transplantation rénale 2012 : pénurie de greffons

Transplantation :. Organe (foie, cœur, rein, poumon

pancréas, intestin grêle). Rétablissement de la continuité

vasculaire

Greffe :. Cellules ou tissus sans

anastomose vasculaire (moelle osseuse, cornéepeau, os, valves cardiaques)

D = Rcombinaison autologue

D et R génétiquementIdentiques (jumeaux) : combinaisonsyngénique

D et R génétiquementdifférents, de la mêmeespèce : combinaisonallogénique

D et R d’espèces différentes :

combinaison xénogéniques

Epidémiologie en France :

. 30 000 personnes vivent avec un organe transplant é

. 5000 transplantations effectuées en 2011 : rein > foie > cœur > poumon > pancréas

. 800 greffes de moelle osseuse (ou CSH) par an

. 4 000 mises sur liste d’attente par an (15 000 en attente fin 2011)

délai d’attente augmente

300 décès par an à cause de la pénurie

Dons d’organes et de tissus : Loi de bioéthique août 2004 Agence de biomédecine

(donneur en état de mort encéphalique ou vivant)

Règles de répartition , homologuées par le Ministère de la Santé et publiées au JO

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Le rôle de l’Agence de la biomédecine• Gérer la liste nationale des malades en attente de greffe• Gérer du registre national des refus au prélèvement• Élaborer des règles de répartition des organes• Coordonner les prélèvements d’organes, répartir et attribuer les greffons enFrance et à l’international• Évaluer les activités• Organiser les comités d’experts autorisant le prélèvement sur donneur vivant• Développer l’information sur le don d’organes, de tissus

Les priorités : a u regard de la pénurie de greffons, l’Agence poursuit l’effortdéployé en faveur de l’augmentation du prélèvement et de la greffe d’organes, detissus et de cellules :. L’augmentation du prélèvement sur personnes décédées. La mise en œuvre des nouvelles dispositions légales sur la greffe à partir dedonneurs vivants, dont le cercle a été élargi par la loi de bioéthique d’août 2004. La diffusion et la mise en œuvre des dispositions tarifaires prises poursoutenir l’activité des services de prélèvement et de greffe. La mise en place des actions destinées à assurer l’augmentat ionquantitative et qualitative du Registre des volontaires au don de moelle osseuse(140 000 donneurs en France en 2007).

II – Aspects cliniques

1. Règles de compatibilité- donneur vivant ou en état de mort cérébrale- typage ABO, Rhésus, HLA-A B DR- bilan infectieux : VHB, VHC, VIH, HTLV, CMV, syphi lis…

COMPROMIS : paramètres immunologiques / délai de co nservation / urgence

. Compatibilité ABO : indispensable pour les transplantations d’organes , paspour les greffes de MO

. Compatibilité HLA : survie du greffon augmente avec le nombre d’ident itésaux loci A B DR

excellente compatibilité nécessaire pour la MOrecommandée pour le reinpas prise en compte pour le foie

. Recherche chez le receveur d’Ac anti-HLA du donne ur : cross-matchLyT Donneur + sérum Receveur + complément de lapin LYSE?

Ac acquis après grossesse, transfusion, greffe préa lable…Ces Ac sont une contre-indication pour le rein

. Préparation du greffon : élimination du sang des organes, élimination séle ctive de LyT ou cellules tumorales des MO

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2. les greffes ; introduction à leurs complications

greffes de cellules souches hématopoïétiques (cf hématologie)

- autogreffes de MO- allogreffe de MO

Complications :. rejets. réaction aiguë du greffon contre l’hôte (GVH) : attaque desorganes du receveur par les cellules immunocompétentes du d onneurfièvre, pancytopénie, splénomégalie, adénopathies, éryt hèmemaculo-papuleux palmo-plantaire prurigineux extensif,diarrhée, cholestase hépatique. Régresse avec immunosupp resseurs. GVH chronique : mêmes organes cibles, activation des LyBauto-réactifs, syndrome sec, bronchiolite oblitérante. Infections (herpès, CMV) : dépistage régulier (CMF). Lymphome B à EBV

greffes allogéniques de cornée (peu de rejet)

greffes de peau (allogreffes et autogreffes) :aide à la cicatrisation des brûlures, traumatologie

3. les transplantations et les différents type de r ejet

REJET = REPONSE IMMUNITAIRE NORMALE (Ac et cel) CONTRE LE GREFFON

REIN fièvreHTAinsuffisance rénale

PBR

CŒURfièvreinsuffisance cardiaquetroubles du rythme

BEM, échographie

FOIEfièvrecholestase

PBH

Rejet suraigu . Dû aux Ac anti-HLA ou anti –ABO (rare). Thrombose immédiate des vaisseaux irrigant le gre ffon

Rejet aigu. Quelques jours à quelques mois après la greffe. Rejet aigu vasculaire / humoral : destruction end othéliale (Ac, complément) . Rejet aigu cellulaire : nécrose cellules parenchy me + infiltration Ly et MA

Rejet chronique = maladie chronique du greffon. Persistance de réaction immunitaire des mois ou d es années. Perte de fonction progressive et irréversible du greffon. Lésions de l’endothélium artériel; mécanismes = A c, c, cellules, cytokines

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III – Aspects immunologiques ( cf Enseignement Dirigé )

1. Alloantigènes du greffon

. Ag du système HLA = Ag majeurspolymorphisme importantdistribution cellulaire différente pour classes I et IImodulable par les cytokinestrès immunogènes LyT alloréactifs et alloAc rejet

. Ag mineurstrès mal définispeptides peu immunogènes, nécessitent une sensibilisatio n

préalable et sont restreints au CMH

. Ag des groupes sanguins ABOinduisent une forte réponse humoraletrès exprimés sur l’endothélium vasculaire, cible des allo Ac

Structure générale du système HLA

chromosome 6

bande 6 p21-3- fragment de 4000 Kilo bases

- plus de 100 gènes dont environ 40 codent pour les m olécules HLA à proprement parler

- HLA = 3 régions I et II rôle dans présentation des Ag aux LyT

III impliquée dans d’autres fonctions du SI

II III I

HLA DR, DQ, DP complément, TNF HLA A, B, CHSP (E, F, G, HFE)

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2. Mise en évidence expérimentale : règles de trans plantation

lignées syngéniques : greffe acceptée

lignées différentes sur leur CMH : rejet aigu

greffe d ’un parent à un hybride F1 : acceptée

greffe d ’un hybride F1 à un parent : rejet

codominance des gènes du CMH

3. Modèle in vitro : la réaction mixte lymphocytair e

Monocytes Ly Donneur LyT CD4 LyT CD8 Receveur

. Synthèse de cytokines

. Prolifération

incorporation de thymidine tritiéeau bout de 6 jours

Génération de CTL

libération de Cr 51

. Technique utilisée en routine

. Maintenant supplantée par les typages HLA par bio logie moléculaire

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4. Mécanismes du rejet : étude cinétique

A) phase de reconnaissance (directe et indirecte) e t de sensibilisation

cellules dendritiques du greffon : HLA+ B7+ ICAM-1 + VCAM-1+

migration vers les tissus lymphoïdes du receveur vi a la lymphe ou le sang selon l’organe greffé

(ex : cel Langerhans peau / lymphe / ganglion)cel dendritiques interstitielles cœur / sang / rate )

interaction avec le TCR des LyTCD4+ naïfs du receve ur= RECONNAISSANCE DIRECTE REJET AIGU

au bout de quelques semaines : . disparition des cel dendritiques du greffon. les cel dendritiques du receveur captent des protéines du greffon (en particulier Ag du CMH du greffon) et les présen tent aux LyT dureceveur

= RECONNAISSANCE INDIRECTE REJET CHRONIQUE

LyT receveur

TCR

Cellule dendritique donneur

CMH

Peptidedu donneur

Allo-reconnaissance directe

Cellule dendritique du receveur

alloAg du donneur

LyT receveur

Peptide du donneur

Allo-reconnaissance indirecte

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B) prolifération et différentiation des LyT = étap e clé. au niveau des zones thymodépendantes . mécanisme classique d’activation Ly

engagement du TCR et activation des tyrosines kinas essignaux de co-stimulation dans la synapseactivation de NF-KB

synthèse d’IL-2, progression des LyT dans le cycle et mitosesynthèse de cytokines actives sur LyB, NK, MA

C) migration des lymphocytes sensibilisés et infilt ration du greffon. favorisée par une forte expression de molécules d’adhérence(E-sélectine, VCAM-1, ICAM-1) sur les cellules endo théliales

. nombreux couples de ligands entre Ly et endothéli um d’implicationséquentielle

. Implication de chimiokines variées qui amplifient l’attraction des Lyet leur passage trans-endothélial

D) phase effectrice de destruction du greffon : méc anismes multiples. CTL spécifiques (<5%). HSR : LyT CD4, MA, PN, cytokines produites par to utes les cellules. ADCC : Ac (essentiels dans le rejet suraigu)

Mécanismes de cytotoxicité du rejet d’allogreffe

GREFFON

LyT CD4 Th1 LyT CD4 Th2

LyB

PN

macrophage

CTL

IFNIL-2

IL-4

complément

cytotoxicité à médiation cellulaire médiateurs de

l’inflammation

ADCC

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Place de la réponse humorale dans le rejet(rein et cœur +++ foie +)

Ac dirigés contre le greffon

Pré-transplantation : discussion de l’accès à la greffePost-transplantation : évolution défavorable (aiguë et chronique)

(Ac anti-HLA ++)

Dépistage des Ac anti-HLA :. Cross-match classique (LyT D + serum R + c). Cytométrie en flux : LyTD + serum R + Ac fluoresc ents anti-Ig hum. Cytométrie en flux avec des billes recouvertes d’ Ag HLA purifiés. ELISA avec des Ag HLA purifiés fixés sur les puit s. Logiciel « matchmaker » d’analyse des séquences d ’a cides aminés

Détermination des Ag HLA « permis »

Mise en évidence de dépôt de C4d sur l ’endothélium des biopsies rénales et cardiaques par immuno-histochimie (témoi n de l ’activation du complément)

Antibody-mediated organ-allograft rejection. Colvin RB 2005, Nature Review in Immunology

rejet aigu de greffon rénal

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Rejet aigu de greffon hépatique

Rejet aigu de greffon cardiaque : infiltration des myocytes par des cellules mononuclées

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Réaction de greffon contre l’hôte après greffe de m oelle osseuse

hyperkératose

érythrodermie généralisée

IV – Prévention et traitement du rejet(voir cours immuno-modulateurs et pharmacie cliniqu e)

Traitements immunosuppresseurs. Diminution de la réaction allogénique à chaque ét ape. Molécules sélectives. Maintenir une RI minimale normale / risque infect ieux

But futur : induire une tolérance au greffon sans i mmunosuppression

. Inhibiteurs de la migration /maturation des cellu les dendritiques

. Ac anti LyT polyclonaux (thymoglobuline) ou monoc lonaux (antiCD3)et anti LyB (anti CD20)

. Inhibiteurs de l’activation et de la prolifératio n des Ly - transcription des cytokines (inhibiteurs de la cal cineurine)- co-stimulation (corticoïdes, anti-CD40)- transduction des signaux après interaction IL-2/IL -2R- synthèse des bases puriques et pyrimidiques, etc…

. Inhibiteurs de l’infiltration du greffon

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Lymphocyte T

macrophage

cytokines

proliférationCD3

CD28IL-2

IL-2R

corticoïdes

Anti CD3thymoglobulines

disséminationanti-LFA1anti-ICAM1Anti c5

CTLA4

Anti-IL-2R

cyclosporinetacrolimus

rapamycine

Cibles des thérapeutiques anti-rejet

Azathioprinemycophénolate

Ly B

Anti CD20