Système majeur d’histocompatibilité et

transplantation

2013-2014

Dr A. LOUAIL EHU ORAN

Faculté de médecine d’Oran

α1

β2m

α2

α3

α1 β1

β2α2

Greffe

+ continuité vasculaire

Transplantation

DEFINITIONS

Une autogreffe

Une isogreffe ou greffe syngénique

Une allogreffe

Une xénogreffe

Acceptées

Rejetées

Isogreffe

Xénogreffe

Allogreffe

Autogreffe

LE REJET DE GREFFE

Le rejet de greffe Principale complication

Réponse immunitaire(R contre le D)

Différences antigéniques entre le R et D

Rejet d’une greffe d’organe ou d’un tissu étranger Résultat d’une réponse immunitaire contre des antigènes de transplantation ou d’histocompatibilité exprimés à la surface cellulaire de l’organe greffé.

Les tissus transplantés :

Histocompatibles antigéniquement semblables : Tolérés par le receveur.Histoincompatibles antigéniquement différents : Rejetés par le receveur.

Un groupe de ces antigènes (très immunogènes et très polymorphes) sont qualifiés de majeurs :

Rapidité du rejet,Forte réponse allogénique humorale et cellulaire entre individus incompatibles lors d’une greffe.

Ces antigènes sont codés par une série de gènes localisés sur différents loci sur une région chromosomique définissant le : CMH (Complexe Majeur d’Histocompatibilité)

Introduction

Système majeur d’histocompatibilité

INTRODUCTION

•Modèle des transplantations thérapeutiques

•Mais se heurte à un obstacle majeur

La réaction immunologique de rejet de l’allogreffe

Transplantation rénale allo-génique

DEVENIR DU TRANSPLANT

Résultat d’une réponse immune du receveur vis-à-vis d’allo-antigènes propres au donneur et exprimés à la surface des cellules du greffon

Ces allo-antigènes sont principalement :

Antigènes du Complexe Majeur d’Histocompatibilité (CMH) = molécules HLA

Majeur : Si incompatibilité HLA entre D et R

• Rapidité du rejet

• Forte réponse immune mettant en jeu des effecteurs:

-Cellulaires : cellules T alloréactives et/ou

-Humoraux : production d’alloAc

Histo : Reconnaissance des molécules du CMH détermine la compatibilité ou l’incompatibilité entre les tissus

DEVENIR DU TRANSPLANT

Antigènes mineurs d’histocompatibilité (AgmH)- Codés par des gènes porteurs d’un polymorphisme allèlique et situés en dehors du CMH

- Rejet moins rapide et moins violent qu’en cas d’incompatibilité pour le CMH - Capables d’induire un rejet cellulaire

Allogreffes rénales HLA identiques rejetées /nécessité d’immunosuppression

Autres allo antigènes impliqués dans le rejet Cibles des Ac préformés ou induits par la greffe.

Antigènes du système érythrocytaire ABO

Exprimés sur les cellules endothéliales du greffon Rejet hyperaigu.

Compatibilité ou identité ABO impérative en transplantation d’organe.

Alloantigènes spécifiques des monocytes, des cellules endothéliales et épithéliales

DEVENIR DU TRANSPLANT

Alloantigènes MICA/MICB -Structure proche des molécules CMH I classiques, codées par les gènes MIC (1974)-Polymorphes: MICA >60 allèles, MICB >25-Exprimées sur cellules endothéliales, épithéliales, fibroblastes et monocytes, dans des conditions de stress cellulaire -Non exprimées sur lymphocytes

DEVENIR DU TRANSPLANT

MOLÉCULES HLA ET RÉPONSE IMMUNE À L’ALLOGREFFE

CD du donneur CD du receveur

Présentation directe Présentation indirecte

La présentation des molécules HLA de classe II et I du donneur aux lyTCD4+ et TCD8 + spécifiques est un préalable à la réponse immune allogénique aboutissant au rejet

Selon l’origine de la cellule dendritique présentatrice et interagissant avec le Lymphocyte T

Deux modes de présentation des molécules HLAII et I

LA VOIE DE LAPRÉSENTATION DIRECTE

•Les Ly T alloréactifs CD4+ et CD8+ naïfs du receveur sont activés par les cellules dendritiques du donneur présentes dans le greffon

T CD8+T CD4+

Receveur Receveur

CD du greffon

Peptide X

Peptide X

HLA classe IIallogénique

HLA classe Iallogénique

Mécanisme secondaire à l’engagement de leur TCR avec des complexes CMH allogéniques-peptidesX à la surface de la CD : Reconnaissance non restreinte par le CMH autologue

L’activation des CD4 naïfs se fait qu’ en cas d’histoincompatibilité de classe II L’activation des CD8 naïfs se fait qu’en en cas d’histoincompatibilité de classe I

LA VOIE DE LA PRÉSENTATION DIRECTE

Greffon

CD immature

Migration/Maturation

Activationdes Ly T CD4+ et Ly TCD8+

naïfs

CD mature

OLP

Ly T activés Macrophage

Infiltration du greffon

NK

Ly B

PNE

agression des cellules parenchyma

teuses du greffon.

Base du rejet aigu à médiation cellulaire T

A l’origine:-de la première vague de stimulation allogénique-d’une réponse allogénique intense en dehors de toute sensibilisation préalable.

T CD4

CD du receveur

Migration vers la rate

CD du receveur

Greffon rénal

Internalisation

Capture des molécules CMH allogéniques libérées par le greffon

Migration

Apprêtement

Receveur

CMH autologue Peptide allogénique

TCR

Les Ly T du receveur reconnaissent un complexe CMH-peptide sur les CD du receveur: Le peptide est non-soi: Reconnaissance restreinte par le CMH autologue

A l’origine:-d’une réponse moins intense que celle induite après reconnaissance directe mais durera aussi longtemps que le greffon est en place (trafic permanent des CD du receveur dans le greffon)

LA VOIE DE LAPRÉSENTATION INDIRECTE Rôle majeur dans le rejet chronique

Tableau: Critères de définition du rejet humoral

Selon la théorie humorale de Terasaki, toute perte de greffon est précédée de l’apparition d’Ac anti HLA de classe I et/ ou de classe II

Le rejet humoral en transplantation rénale

Le rejet humoral en transplantation rénaleFormes cliniques du rejet humoral

La dysfonction chronique du greffon comprend: d’une part la récidive de la néphropathie initiale d’autre part la néphropathie d’allogreffe et la fibrose interstitielle et atrophie

tubulaire chronique (FIAT) se manifeste cliniquement par une dégradation progressive de la fonction rénale (protéinurie modérée, HTA). la FIAT peut avoir pour origine des mécanismes immunologiques dépendants des alloantigènes (anciennement dénommée rejet chronique) et des mécanismes indépendants des alloantigènes

Le rejet hyperaigu : il survient dans les minutes ou heures suivant le rétablissement de la vascularisation du rein transplanté.alloanticorps préformés ( anti HLA classe I et Ac naturels anti ABO)

Le rejet aigu: survient typiquement durant les trois premiers mois suivant la transplantation après une phase de fonctionnement adéquat du rein transplanté. Lié a la présence d’anticorps anti-HLA spécifiques du donneur (DSA) developpés de novo.

Immunosuppression insuffisante Incompatibilité

HLARejets infra-cliniques

Infections

Age du donneur

Toxicité des médicaments

Diabète

Dyslipidémie

Ischémie reperfusion

Stress oxydatif

HTA

Réanimation donneur

Lésions préexistantes

Lésions préexistantes

Disparité poids donneur / receveur- Facteurs dépendants de

l’alloantigène- Facteurs indépendants de l’alloantigène

Hyper-filtration

la fibrose interstitielle et atrophie tubulaire chronique (FIAT)

Mécanismes effecteurs

Fixation AC a Ag HLA

Recrutement des cellules inflammatoires

Activation du complément avec dépôt du C4d

Phagocytose mediee par Complément (Rc complément)

ADCC

Lésions endothéliales

Exposition de la MB

Exposition du ML

Activation Plaquettaire et thrombose

Prolifération des cellules du muscle lisse

Prolifération endothéliale

Dommages tissulaires

Rétrécissement vasculaire et occlusion

Dommages ischémiques du greffon

Perte de la fonction du greffon

Figure: mécanismes effecteurs de l'AMR

PRÉVENTION DU REJET

Les incompatibilités HLA entre Donneur/Receveur

à l’origine du déclenchement d’une réponse proliférative (différence HLA II) et cytotoxique (différence HLA I) très violente menant au rejet d’une allo greffe.

La connaissance de l’histocompatibilité entre donneur et receveur est primordiale

Soulignant la place du bilan immunologique dans tout programme de TR

TESTS D’HISTOCOMPATIBILITÉ EN PRÉ-TRANSPLANTATION RÉNALE

DONNEUR RECEVEUR

Groupage ABO

Typage HLA : A,B,DR B1, DQB1 générique

+++ Suivi sérologique +++

Sur un panel d’Antigènes HLA

classe I et II connus

Lymphocytes T et B du donneur

Cross Match

Vivant Etat de mort

encéphalique

Apparenté

Prévention du rejet hyperaigu.

Recherche et identification des

Anticorps anti-HLA I et II préformés

Par :

Non apparenté

SÉLECTION DONNEUR/RECEVEUR

Donneur en état de mort cérébrale 0, 1, 2, 3, 4, 5 ou 6 mismatches Phénotype A, B, DRB1

Résultats d’autant meilleurs qu’il existe une compatibilité HLA

pour les Ag A, B, DR1, DQ1 (DR>B>A)

R: A02 A03 B07 B45 DR03 DR04D: A02 A03 B07 B45 DR03 DR04 ………………………. 6 Id (0MM)D: A02 A29 B07 B45 DR03 DR04 ………………………. 5 Id (1MM)

Exemple:

Donneur familial (DVA) Notion d’haplotype matching HLA géno-identique /HLA haplo-identique

INTERET DE LA COMPATIBILITÉ HLA

L’impact de la compatibilité HLA sur la survie des greffons été rapporté par plusieurs études rétrospectives mono et multicentriques :

Bonne compatibilité HLA :- diminue la fréquence des crises de rejet- contribue à une survie prolongé du greffon

Justifie les échanges de greffons à travers la création de réseaux nationaux et internationaux pour garantir une meilleure compatibilité entre donneur et receveur .

TECHNIQUES DE TYPAGE HLA

B A2 B27 DR5 DQ3 DP2

A A3 B7 DR 4 DQ2 DP1

A3

A2

DR5DR4

DQ2

DP1

B27

DQ3

DP2

Sérologique spécificitésMicrolymphocytotoxicité (LCT)

Biologie moléculaire : ADN après amplification par PCR allèles - PCR-SSO (PCR-sequence specific

probes) - PCR-SSP (PCR-sequence specific

primers) - PCR- SBT (Sequence Based Typing) HLA B* 27 05

Gène étudié

Motif générique (Sérologie ou BM)

Motif allélique (BM)

En transplantations d’organes : Typage générique des gènes HLA –A, B et DRB1 ,DQB1

LES ANTICORPS ANTI-HLA

- Les plus fréquents - Dirigés contre les molécules HLA I et II- Apparaissent après sensibilisation du R aux Ag HLA suite:

Transfusions Immunogénicité attribuée aux leucocytes Date apparition des AC: J15- J21

GrossessesAc anti molécule(s) HLA d’origine paternelle Disparaissent après l’accouchement Réapparaissent si grossesse ou transfusion de sang même déleucocyté

Date apparition : 3mois

Transplantations antérieures Si incompatibilité pour les antigènes HLA portés par le(s) premier(s) greffon(s) Ac détectés après transplantectomie

LES ANTICORPS ANTI-HLA

Les Ac anti-HLA non spécifiques des Ag HLA du greffon :

Marqueurs d’alloimmunisation : Patient à haut risque immunologique traitement immunosuppresseur plus lourd.

- Aggravent le risque de rejet aigu. + précoce

+ fréquent + sévère avec lésions vasculaires + résistant aux IS

Facteur de risque péjoratif pour la survie du greffon et du patient

LES ANTICORPS ANTI-HLA Les Ac anti-HLA spécifiques des Ag du greffon : Responsables des lésions observées au cours du RHA (Kiss Meyer Nelson 1966), Survient dans les quelques minutes ou quelques heures qui suivent le rétablissement de la continuité vasculaire aboutissant à la perte du transplant.

C C C

Ac anti-HLA

Enzymes

Les Ac se lient aux Ag HLA I des capillaires rénaux et activent le Complément

C3a, C5a attirent les PNN qui libèrent des enzymes lytiques

Les enzymes lytiques des PNN détruisent les cellules endothéliales; des plaquettes adhèrent au tissu lésé, ce qui provoque la thrombose.

1

2

3

-Seule mesure thérapeutique Prévention:

• Recherche et identification d’Ac anti-HLA chez le receveur particulièrement après un épisode immunisant;

• Test de CXM Pré TR.

- Pas de traitement curatif

CROSS MATCH PRÉ-TRANSPLANTATION

• Objectif:

Détecter avant TR, les seuls Ac anti-HLA cytotoxiques spécifiques du greffon car tous les Ac détectés ne sont pas délétères.

Ac IgG anti HLA de classe I

même faiblement positif contre-indique formellement la TR

REJET HYPER AIGU Effet controverséRôle important en 2ème greffe

Ac anti HLA classe II Auto-Ac

IgM parfois IgG Non délétères

•Techniques:- LCT standard - LCT + Anti globuline humaine

(AGH)- Cytométrie de flux

Malgré la performance de ces nouvelles techniques, il est capital d’assurer un suivi attentif de l’évolution sérologique anti HLA des futures greffés par l‘étude systématique des sérums

En présence d’un évènement immunisant: « 15 j et 21j après l’évènement »

Transplantation

J - 3 mois

J 21

J 15

Évènement immunisant

J -1

Cross Match pré-

transplantation

Sérothèque

Sélection efficace des sérums à tester sont les garants d’un CXM informatif et donc d’une transplantation réussie.

CROSS MATCH PRÉ-TRANSPLANTATIONSuivi sérologique du receveur

Suivi sérologique du receveurEn absence d’évènement immunisant: « Chaque 3mois »

Transplantation

J - 3 mois

J - 6 mois

J - 9 mois

J - 12 mois J -1

Cross Match pré-

transplantation

Sérothèque

CROSS MATCH PRÉ-TRANSPLANTATION

IMPLICATION DE LA RECHERCHE DES ANTICORPS ANTI-HLA SUR LA REALISATION DU CROSS MATCH

2.Pouvoir ne pas procéder au Cross Match : « Le cross match virtuel »

Consiste à identifier le plus complètement possible les spécificités anticorps présentes chez le receveur, pour :

- Obtenir une liste exhaustive des antigènes HLA à éviter

- Ne proposer l’organe qu’à un receveur qui sera donc à priori compatible (prédire un cross match négatif )

Avancée du siècle « 2006 »

RECHERCHE D’ANTICORPS ANTI-HLA ET NON HLA CHEZ LE PATIENT TRANSPLANTÉ

Le diagnostic actuel d’AMR repose sur trois critères (classification de Banff révisée en 2001)

1. Morphologiques : à la biopsie, lésions tissulaires aigues;

2. Immunopathologiques : dépôts de C4d ou rarement d’Ig dans les capillaires péritubulaires;

3. Sérologiques : présence d’Ac circulants anti-HLA ou autres Ac spécifiques des Ag des cellules endothéliales du donneur.

• constitue une trace de l’activation du complément par des complexes Ag Ac sur la cellule endothéliale.

C4d associé à la présence d’anticorps anti HLA spécifiques du greffon est considéré comme un bon marqueur du rejet humoral

Le C4d :• produit de dégradation inactif du C4• Liaison stable, covalente avec la surface endothéliale et les membranes basales

LE REJET AC MÉDIÉ : DONNÉES CLINIQUES

Pour la plupart des auteurs, la présence de C4d et la présence d’Ac circulants est associée à une diminution de la survie de greffonPour certains auteurs, les rejets Ac médiés : 30% des rejets précoces

- Le marquage C4d + : associé dans 90% des cas à la présence d ’Ac Donneur spécifique (2% d ’AcDS si C4d-)

- Les rejets Ac médiés : retrouvés exclusivement parmi les rejets cortico résistants (37%)

A. Rejet précoce:

B. Rejet chronique:

Les anticorps anti HLA associés au C4d constituent un facteur de risque de rejet chronique médié par les anticorps et donc de perte du greffon (Terasaki 2003)

Vasculaire aigu Chronique

Preuve immunopathologique de l’action des Ac

C4d dans les CPT C4d dans les CPT

Preuve sérologique : présence d’Ac anti-HLA ou autres spécifiques du donneur, au moment de la biopsie

+ +

LA PRISE EN CHARGE THÉRAPEUTIQUE

•Aphérèse, Immunoadsorption

•Ig IV

•Ac anti CD20 : Rituximab

Rejet aigu

•Tacrolimus•MMF

Rejet chronique

La recherche des anticorps anti HLA permet de suivre l’évolution du greffon. Leur apparition permet d’adapter le traitement immunosuppresseur et/ou instaurer un traitement spécifiques pour les supprimer.

Böming et Regele, Transplant Int, 2003

Allogreffes de cellules souches hématopoïétiques

L’allogreffe de cellule souches hématopoïétiques est le traitement curatif accepté de nombres d’ hémopathies malignes et de maladies non malignes.

Le mécanisme de la guérison est basé sur le traitement préalable à la greffe(chimiothérapie et radiothérapie corporelle totale ), mais aussi de façonprédominante sur un effet de « greffe contre leucémie » médié par leslymphocytes du donneur.

Malheureusement cet effet est souvent mais pas obligatoirement associé à unemaladie « greffe contre l’hôte = GVHD » aiguë ou chronique.

Les implications de ces observations sont considérables et portent sur ladéfinition des cellules effectrices et des antigènes reconnus ouvrant la voie à destraitements moins toxiques.

Deux circonstances peuvent être distinguées: Le malade est porteur d’un « déficit » constitutionnel ou acquis de tout ou d’une partie de son tissu hématopoïétique : MALADIES NON MALIGNES

Aplasies médullaires : constitutionnelles (maladie de Fanconi) ou acquises; Déficits immunitaires combinés sévères;

Hémoglobinopathies : Thalassémie, Drépanocytose;

Anomalies enzymatiques : Déficit enzymatique portant sur le tissu hématopoïétique (maladie de Gaucher...)

Dans ces cas le greffon apportera la « partie manquante » au receveur.

III.1. POURQUOI GREFFER DES CSH ?

Le malade est porteur d’une affection maligne du tissu hématopoïétique pouvant bénéficier d’une thérapeutique à visée éradicatrice (chimiothérapie très intensive et/ou irradiation étendue).

MALADIES MALIGNES

Leucémies aiguës myéloïdes, leucémies aiguës lymphoblastiques; Leucémie myéloïde chronique; Syndromes myélodysplasiques; Lymphomes, myélomes, leucémie lymphoïde chronique; Syndromes myéloprolifératifs;

Le greffon apportera alors des CSH en remplacement de celles qui auront été détruites par les traitements antitumoraux. l’allogreffe apporte, dans ces indications, un élément supplémentaire visant à l’éradication de la maladie : l’immunothérapie que constitue l’action des cellules immunocompétentes du greffon.

III.1. POURQUOI GREFFER DES CSH ?

LA MOELLE OSSEUSE : C’est la source « historique » de CSH.

LE SANG PERIPHERIQUE : Après mobilisation par le G-CSF le plus utilisé Permet de recueillir un plus grand nombre de progéniteurs hématopoïétiques.

LE SANG DU CORDON OMBILICAL :

Riche en CSH Problème de sang disponible permettant difficilement de greffer des patients de plus de 70 kg

Greffon= CSH + lymphocytes immuno-compétants (LT, NK)

III.2. SOURCES DE CSH

La compatibilité HLA D/R critère majeur Moelle osseuse ou sang périphérique on recherche d’abord: Dans la fratrie

DVA géno-identique Typage HLA générique 2 Haplotypes en commun des loci HLA A,B,DB1.

Typage HLA allélique Fichier international des loci HLA A,B,C, DRB1, DQB1.

DVNA phéno-identique

LE sang cordon ombilicale On n’a pas les mêmes exigence en matière d’histocompatibilité entre le (D)/(R) .Compatibilité actuellement recherchée au niveau générique pour les loci HLA A et B et allélique pour le locus DRB1 .Les caractéristiques des cellules fœtales autorisent 1 ou 2 incompatibilités génériquesen classe I (A et/ou B ) ou 1 incompatibilité allélique en classe II.

-

III.3. CHOIX DU DONNEUR

CAS DES GREFFS MISMATCH ? Donneur haplo-identique (Famille étendue)

Autres :

Le groupe sanguin (système ABO) Le statut sérologique du donneur.

III.3. CHOIX DU DONNEUR

Réalisé dans les jours qui précèdent la greffe double but : Assurer une immunosuppression suffisante chez le receveur afin d’empêcher le rejet de greffe. Lorsque le malade est porteur d’une maladie tumorale il doit viser à éradiquer celle-ci.

Le conditionnement classique = conditionnement myéloablatif : Chimiothérapie très intensive + irradiation corporelle totale. Forte toxicité (tissus non hématopoïétiques).

Le conditionnement atténué (très improprement « mini-greffe » ) 1998 basé sur:

Un conditionnement réduit.

Une meilleure exploitation de l’effet GVL.

Mieux toléré, mortalité directe moindre Accessible à des patients âgés et/ou en moins bonne condition physique

III.4. LE CONDITIONNEMENT

III.5. LE TRAITEMENT DU GREFFON : déplétion en LT du greffon « TCDBMT »

Déplétion en LT

Anticorps monoclonauxComplément de lapin

Combinaison de techniques physiques et immunologiques

Destruction sélective des LT

COMPATCH-1 Le plus utiliséDirigé contre le CDw52

Elimination de LTRécupération de CS CD34+

Colonnes de chromatographie d’adsorptionSystème immuno-magnétiques

Avantages et inconvénients de la déplétion des ly T

Avantages Inconvénients

Incidence faible de la GVHD aiguë et chronique l’échec de prise de greffe est très fréquent

Utilisation de faibles doses (ou pas du tous ) de TrT immunosuppresseur post greffe

Perte de l’activité GVL : survenue élevée de rechutes

Diminution de la toxicité hépatique et pulmonaire Immunoreconstitution retardée

Réduction de la mortalité liée à la greffe Forte incidence de complications infectieuses (virales: HBV, CMV, fongiques et bactérienne)

III.5. LE TRAITEMENT DU GREFFON : déplétion en LT du greffon « TCDBMT »

La greffe de SCH qui met en présence deux systèmes immunitaires génétiquement différents est exposée à :

La réaction de rejet ou de l’hôte contre le greffon HVG (host versus graft ).

La réaction du greffon contre l’hôte ou GVH (graft versus host).

L’effet greffon contre leucémie GVL (graft versus leukemia ) .