UE 6 : Immunologie

Mardi 17 Mars 2020 13h30-15h30

Dr Vincent Allain Laboratoire d’Immunologie et d’Histocompatibilité, Hôpital St-Louis

Ronéotypeur : LAGUERRE Clara

Ronéoficheur : HMAZZOU Réda

Cours n°6: Immunoglobulines polyvalentes en thérapeutique

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SOMMAIRE :

I. Rappels

A/ Structure

B/ Diversité

C/ Action

D/ IgG

II. Immunoglobulines polyvalentes à usage thérapeutique

A/ Pharmacocinétique et voie d’administration

B/ Principaux intérêts

i. Substitution

ii. Immunomodulation

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I. Rappels

A/ Structure

L’immunoglobuline, est formée de 2 chaines légères et 2 chaines lourdes. Chacune de ces chaines possède un domaine constant (Fc, Fragment constant), qui permet la transmission du signal et qui porte l’activité biologique (interaction avec différents partenaires : complément, récepteur Fc, …) et un domaine variable qui permet la reconnaissance de l’antigène. Les domaines variables sont identiques, ceux-ci sont constitués des fragments variables des différentes chaines. Les régions variables et les régions constantes, sont reliées par l’intermédiaire d’un domaine charnière qui rend l’immunoglobuline(Ig) flexible .

B/ Diversité

Les gènes codant pour les immunoglobulines ne sont pas présents sous une forme directement fonctionnelle.

Ils vont subir pendant la maturation du lymphocyte B des modifications aboutissant à la formation d’une recombinaison « unique » par cellule B

La diversité des Ig repose sur 3 différents mécanismes génétiques :

La diversité combinatoire, les gènes codant pour les Ig existent sous forme fragmentée (V,D,J pour les chaines lourdes et V,J pour les chaines légères). Pour former la chaine légère ou la chaine lourde, ces fragments seront recombinés de manière aléatoire grâce aux enzymes RAG1 et RAG2. Ce qui aboutit à une spécificité de l’ordre de 10^6.

L’insertion ou la délétion de nucléotides à la jonction entre les fragments du gène codant pour l‘Ig sous le contrôle de l’enzyme N-addition Tdt

Les mutations somatiques, qui permettent la sélection des Ig les plus affines de l‘antigène sous le contrôle de l’enzyme AID

C/ Action

Les Ig agissent en :

• Neutralisant la cible

Toxines, virus, bactéries

• Activant le complément

Voie Classique, lyse cellulaire

• Activant des effecteurs cellulaires

Opsonisation, stimulation de cellules phagocytaire

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D/ IgG

Parmi les différents isotypes d’immunoglobulines (IgG, IgA, IgM, IgD, IgE), les IgG sont les plus représentées au niveau circulant. Les IgG représentent 80% des anticorps du sérum et sont sous formes de monomères. On les retrouve majoritairement dans le sang, les ganglions et le tube digestif et leur demi-vie sérique est de 23 jours. Elles se fixent au complément et passent la barrière placentaire.

Leurs fonctions sont :

– Neutralisation toxines et virus

– Promotion de la phagocytose

– Activation du complément

– Protection du fœtus et du nouveau-né

Il en existe 4 sous-classes différentes (IgG1 à 4), leurs parties variables sont identiques mais leurs Fc sont différents, elles ont donc des fonctions différentes par exemple IgG1et 3 ont des fonctions effectrices.

II. Imunoglobulines polyvalentes à usage théraeutique

A/ Pharmacocinétique et voies d’administration

Les immunoglobulines polyvalentes, sont un concentré d’anticorps et sont administrées pour corriger un déficit immunitaire en immunoglobulines. Elles dérivent d’un pool de plasma provenant de plus de 5000 donneurs.

Pour aboutir aux Ig polyvalentes plusieurs étapes se succèdent. L’une des plus importantes est celle du fractionnement, qui permet de séparer les différentes protéines du plasma en se basant sur le fait que celles-ci ont une solubilité variable en fonction de différents paramètres. Une autre étape importante est celle de la stabilisation chimique pour leur conservation.

Les Ig polyvalentes sont composées à plus de 95% d’IgG, et on peut y retrouver toutes les classes d’IgG. Elles proviennent d’un grand nombre de donneurs ainsi, il existe une large diversité du répertoire anticorps.

Ce sont des produits dérivés du sang, il est donc nécessaire d’être vigilant et de garantir la sécurité. C’est la raison pour laquelle, on effectue : une sélection des donneurs, une inactivation virale, une filtration et des tests (PCR) pour déterminer le caractère pathogène ou non d’un échantillon.

Il existe plusieurs voies d’administration :

Intraveineux (IV) Sous-cutané (SC)

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Il existe une redistribution des immunoglobulines entre les secteurs vasculaires et extravasculaires.

Les demi-vies des 3 principaux isotypes (IgG, IgA et IgM) sont différentes. Celle des IgG est en particulier augmentée grâce au récepteur FcRN (récepteur Fc néonatal) permettant leur recyclage.

B/ Principaux intérêts

Les Ig polyvalentes sont principalement utilisées pour 2 types de traitement : par substitution ou par immunomodulation. Les posologies et voies d’administration sont différentes selon ces 2 principales indications. De fortes doses sont utilisées pour immunomodulation.

i. Substitution

Les objectifs et indications du traitement substitutif sont cliniques. On a recours à la substitution principalement pour les déficits immunitaires primitifs, qui présentent une plus grande susceptibilité aux infections tels que :

-L’agammaglobulinémie liée à l’X de Bruton (maladie génétique avec déficit en protéine BTK nécessaire au développement des lymphocytes B et à la signalisation via le récepteur B BCR)

- Le déficit immunitaire commun variable (DICV), syndrome hétérogène caractérisé par une hypogammaglobulinémie

Parfois, et après discussion, les immunoglobulines polyvalentes peuvent être utilisées pour des déficits secondaires en anticorps, tels que la LLC (Leucémie Lymphoïde Chronique) et le myélome.

Les principaux anticorps contenus dans les préparations d’IgG sont essentiellement des anticorps vaccinaux ou de pathogènes communs tels que (CMV, pneumocoque, rougeole, rubéole...) vu que les immunoglobulines sont issues d’un pool de donneurs.

Les réactions d’intolérance sont généralement liées :

-au débit de perfusion (IV)

-à des patients infectés

-à une immunisation anti-IgA

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Deux voies d’administration sont possibles : IV ou SC. Globalement, peu importe la voie d’administration, L’augmentation des posologies permet un taux résiduel d’IgG plus élevé (c’est-à-dire la quantité de d’IgG circulantes juste avant l’injection suivante), la diminution de l’incidence des pneumonies (complication infectieuse fréquente des déficits humoraux/déficits en immunoglobulines) et une diminution de la mortalité des patients présentant des déficits en immunoglobulines (comme le déficit immunitaire commun variable).

La dose dépend, de la résiduelle et du patient car la résiduelle « cliniquement » efficace est variable selon les patients. Ainsi, la dose doit être adaptée à chaque patient et aux différentes manifestations cliniques observées, car à un taux résiduel donné, certains patients ne feront plus d’infections bactériennes alors que d’autres continueront à en faire.

Ce type de traitement prévient surtout les infections graves et ne dispense pas de la kinésithérapie et d’une prise en charge par des antibiotiques.

Les effets secondaires varient selon la voie d’administration :

Par voie IV: Par voie SC:

– Fièvre, frissons – Douleur à l’injection

– Surcharge – Œdème

– HTA

– Thrombose

– Méningite aseptique

– Insuffisance rénale

Le choix entre administration en intraveineux (IV) et en sous-cutané (SC) dépend de plusieurs facteurs : - Lieu d’administration (hôpital versus domicile) - Autonomie d’administration ou besoin d’une aide - Obtention des taux résiduels souhaités ou non Selon les modalités d’administration, la fréquence des injections peut être quotidienne, hebdomadaire ou mensuelle.

⚠ Pour l’interprétation des sérologies Risque de fausse sérologie positive par transfert passif des anticorps de donneurs immunisés

– Rubéole – Toxoplasmose– EBV – CMV – …

Attention chez la femme enceinte – Fausse sécurité devant sérologie positive chez une femme traitée par Ig– Alarme inutile devant une séroconversion après Ig

ii.Immunomodulation

Dans le cas de l’immunomodulation, les Ig sont administrées par voie IV, 1 à 2g/kg. Elles sont utilisées dans le cadre de maladies avec dysrégulation immunitaire comme les maladies auto-immunes, telles que le (PTI) purpura thrombopénique immunologique, la maladie de Kawasaki, Guillain-Barré, PRN (Polyradiculoneuropathie) inflammatoires chroniques.

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La découverte de cette indication s’est faite grâce au traitement de patients présentant un déficit en anticorps (et traités par immunoglobulines polyvalentes à but de substitution) et présentant en même temps une maladie auto-immune de type thrombopénie immunologique.

Mécanismes d’action

Les mécanismes d’action dans le cadre de l’immunomodulation sont divers et font intervenir de manière non exclusive soit les fragments Fab des immunoglobulines, soit leurs fragments Fc.

Le traitement par immunomodulation repose essentiellement sur :

L’interaction avec les récepteurs au Fcγ (FcR) des IgG. Cette interaction permet une balance entre FcR activateurs ou inhibiteurs, présents sur divers types cellulaires. Il y aura donc une :

Induction de R inhibiteurs

• FcγRIIb

• Effet obtenu par une fraction d’IgG ayant le Fc sialylé (glycosylé++)

• Environ 10% des IgG

Diminution des R activateurs

• FcγRI et FcγRIII

• Diminution de la phagocytose et de l’ADCC (cytotoxicité dépendante des anticorps)

La neutralisation des anticorps pathogènes par la saturation du FcRN. Rappel : Le FcRn est un dimère formé de β2 microglobuline et d’une chaine alpha, qui ne reconnait pas les IgA et les IgM, il protège les IgG de la dégradation et permet leur recyclage. Ainsi, l’injection de fortes doses d’Ig IV entraine la saturation du système de recyclage des IgG qui ont donc une demi-vie abaissée. On a donc une dégradation plus rapide des IgG pathogènes

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Interaction avec les voies d’activation du Complément, avec une diminution de la fixation de C3b sur les cellules cibles. Dans la transplantation d’organe, la pathogénicité des anticorps anti-HLA (rejet) est médiée en partie par le complément

Effets cellulaires non liés aux FcR. Dans ce cas-là on utilise des anticorps de faible affinité dirigés contre des récepteurs cellulaires. Par exemple, des Ac anti-FAS (CD95 qui induit l’apoptose et entraine la diminution des cellules T auto réactives. Ou encore, des AC qui inhibent les cellules dendritiques ce qui entraine une diminution de l’expression du HLA DR et des molécules de costimulation (CD80, CD86, CD40).

Modulation de la production de cytokines, en particulier : IL-1, -2, -3, -4, -5, -10, le TNF-a, et le GM-CSF, ainsi, la résultante est un effet plutôt anti-inflammatoire.

EXEMPLES

Modèle du PTI : (Intéraction les récepteurs pour le Fcγ (FcR) des IgG)

PTI : Purpura Thrombopénique Immunologique, est une maladie auto-immune dont la physiopathologie est complexe, mais on sait qu’il y a un rôle d’anticorps anti-plaquettes pathogènes. On a donc traité des patients avec DIP (Deficit Immunitaire Primitif) et Thrombopénie, et on a assisté à une correction transitoire du chiffre de plaquettes. Il existe un effet dépendant de la dose et l’effet observé est lié au Fc des IgG.

Dans le modèle du PTI, les plaquettes sont la cible d’auto-anticorps, la destruction étant médiée par des cellules comme les macrophages (phagocytose des plaquettes opsonisées)

Le traitement par immunoglobulines polyvalentes (Ig IV) à forte dose sature les récepteurs au fragment Fc présents sur les macrophages, et limite donc la destruction des plaquettes.

C’est le fragment Fc des Ig polyvalentes qui permet ce phénomène. Expérimentalement, un traitement par uniquement le fragment Fc des immunoglobulines (Fc-IG IV) permet de reproduire l’effet thérapeutique.

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Ce mécanisme est confirmé par d’autres études. Par exemple, chez des patients avec PTI, la perfusion de globules rouges opsonisées par des anticorps anti-Rhésus permet d’observer un effet simultané des IgIV sur la diminution de la destruction et des plaquettes et de ces globules rouges, montrant l’absence de rôle de la spécificité antigénique des immunoglobulines polyvalentes.

Modèle: Hémophilie acquise avec auto-anticorps anti-Facteur VIII On diminue in vivo l’effet de cet auto-anticorps avec les IgIV L’effet est reproduit in vitro ( La neutralisation des anticorps pathogènes par la saturation du FcR)

Deux patients avec anti-VIII traités par IgIV, on assiste à une diminution in vivo de l’effet de cet auto-anticorps avec les IgIV. L’effet est reproduit in vitro

L’explication retenue est celle de la présence d’anticorps anti-idiotype dans les immunoglobulines polyvalentes utilisées (ie : anticorps anti autoanticorps), neutralisant ces autoanticorps pathogènes.

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