Transplantation Dr. Claudia Burz

Transplantation d'organes La transplantation est une opération par laquelle un organe malade est remplacé par un organe sain prélevé (personne décédée/sain) La personne transplantée est appelée receveur, celle qui est décédée/sain est le donneur.

peuvent être classés suivant l'origine du greffon : types de transplant peuvent être classés suivant l'origine du greffon : Isogreffe : le greffon appartient au vrai jumeau du receveur, Allogreffe : le donneur et le receveur appartiennent à la même espèce. C'est le cas le plus fréquent. Xénogreffe : le donneur est d'une espèce différente mais proche génétiquement du receveur. Les xénogreffes sont pour l'instant essentiellement expérimentales. Autogreffe : le greffon appartient au receveur. Il s'agit essentiellement de tissus ou de cellules

Historique Dès le 3ème siècle, on peut trouver des fresques représentant les premières scènes de greffes, mais principalement de membres tels que des jambes, ou des bras. Transplantation légendaire de la jambe d'un maure sur Justinien par Saints Côme et Damien.

Historique Le 7 décembre 1905 a eu lieu la première greffe de cornée avec succès, par le docteur Eduard Zirm (1863-1944). Le donneur était un jeune garçon de 11 ans devant subir une énucléation d'un œil blessé mais à la cornée intacte La première transplantation rénale à partir d'un donneur vivant a eu lieu en 1952 sur le jeune Marius Renard par l'équipe de Louis Michon à l'Hôpital Necker à Paris. Le jeune homme mourut 21 jours plus tard. La première transplantation de foie a eu lieu en 1957 par le docteur Martinez La première transplantation de moelle a été faite en 1957 par Edward Donnall Thomas. La première transplantation cardiaque a eu lieu en 1967 par le professeur Christiaan Barnard en Afrique du Sud. La survie n'a été alors que de 18 jours.

Historique La première greffe de moelle osseuse a eu lieu en 1968. 1979 : première greffe de trachée. En 2005, première greffe à l'aide d'un segment d'aorte La première transplantation du poumon a eu lieu en Belgique en 1968. La première greffe de larynx réussie a eu lieu en 1998 La première double transplantation de mains (avec avant-bras) a eu lieu en janvier 2000 (Pr. Dubernard). En 2003 eu lieu la première transplantation de langue (anatomie) à Vienne. La première transplantation partielle de visage a eu lieu au CHU d’Amiens par les équipes de Bernard Devauchelle et Jean-Michel Dubernard en novembre 2005 En 2006, la première transplantation de pénis est effectuée à l'hôpital de Guangzhou (Chine) par l'équipe du docteur Weilie Hu.

Historique En 2008, le 1er août, la première transplantation de deux bras entiers a été réalisée en Allemagne à la clinique universitaire de Munich, par une équipe de 40 personnes sous la direction des professeurs Christoph Hijhnke et Edgar Biemer. En 2009, le 4 et 5 avril, une greffe simultanée du visage et des mains sur un homme brûlé lors d'un accident est réalisée à l'hôpital Henri Mondor de Créteil.

Organes transplantés Les transplantations les plus fréquentes sont les transplantations du rein. On pratique également des transplantations du foie, du cœur, du poumon, du bloc cœur/poumon, du pancréas et plus rarement de l'intestin. On sait également greffer des tissus : cornée, os, valves cardiaques ou vaisseaux sanguins, de la moelle osseuse. Certaines transplantations permettent de sauver une vie, d'autres d'éviter de lourds traitements (la transplantation du rein permet par exemple d'éviter la dialyse).

Complications post transplantations Greffe Syngénique Jumeaux homozygotes Greffe allogénique Complications chirurgicales Rejet aigu et rejet chronique Complications chirurgicales Immunosuppression Récidive de la maladie initiale Effets secondaires des IS Cancers Infections Complications cardiovasculaires Complications métaboliques Récidive de la maladie initiale

Recunoasterea Ag de catre LB (BCR sau anticorpi solubili) Recunoastere directa

Recunoasterea Ag de catre LT antigen exogen MHC II T CD4 Celule prezentatoare de antigen

Recunoasterea Ag de catre LT antigen endogen (proteina virala..) MHC I T MHC I CD8 celula

Complexul major de histocompatibilitate (MHC) * MHC este un complex de gene strâns legate care controlează histocompatibilitatea majoră. * La oameni, MHC se află la nivelul brațului scurt al cromozomului 6. * Trei gene (HLA-A, HLA-B, HLA-C) codifică proteinele MHC I. * Anumite locusuri ale HLA-D determină producția proteinelor MHC II (ex. DP, DQ, DR). * Genele HLA sunt foarte diverse (polimorfe), de ex. există mai multe alele ale genelor de clasă I și II.

CMH et Transplantation

Classe I - intracellulaires / Classe II - extracellulaires Molécules du CMH Classe I et Classe II Molécules présentatrices de peptides Classe I - intracellulaires / Classe II - extracellulaires Chaque molécule du CMH peut se lier à 1000 peptides différents Ligands pour TCR (sélection thymique) Gènes les plus polymorphiques du génome

Classe I - intracellulaires / Classe II - extracellulaires Molécules du CMH Classe I et Classe II Molécules présentatrices de peptides Classe I - intracellulaires / Classe II - extracellulaires Chaque molécule du CMH peut se lier à 1000 peptides différents Ligands pour TCR (sélection thymique) Gènes les plus polymorphiques du génome

ANTIGENELE MHC Clasificare: MHC clasa I - prezintă antigene limfocitelor Tc CD8+ (citotoxice) - exprimate la suprafaţa tuturor celulelor nucleate (-hematii) MHC clasa II - prezintă antigene limfocitelor TH CD4+ (helper) - exprimate la suprafaţa celulelor prezentatoare de antigen (APC) MHC clasa III orice alte molecule codificate în zona MHC fără rol în transplant MHC uman – complex HLA (Human Leukocitary Antigen). Clasa I = gene A, B şi C  HLA-A, HLA-B and HLA-C Clasa II = gene DP, DQ şi DR  HLA-DP, HLA-DQ and HLA-DR MHC la şoarece – complex H-2.

Classe I Chaînes a des molécules HLA-A, HLA-B, HLA-C La chaîne b (b2-microglobuline) est codée sur le chromosome 15 (pas dans le HLA) Chaînes a d’autres molécules dites « non classiques » (HLA-E, HLA-F, HLA-G)

MHC clasa I - heterodimer - 2 lanţuri legate necovalent - lanţul greu alfa (a1, a2, a3)(43kDa) - codificat de gene MHC - transmembranar - lant usor beta2-microglobulina (12kDa) - nu este codificată de gene MHC - nu traversează membrana MHC I nu pot fi exprimate în absenţa b2-microglobulinei a1 şi a2 formează situsul de legare a Ag a3 are rol structural, nu intervine direct în legarea peptidului antigenic CD8 se leagă la nivelul domeniului a3

Rolul HLA I Recunoasterea Ag de catre LT citotoxice CD8+ In rejetul de grefa

PREZENTAREA ANTIGENELOR PRIN CMH I Proteine endogene degradate in citoplasma de un complex de proteaze (proteazomi) Transportul in RE, asociat de TAP, unde va fi recunoscut si legat de CMH I Tranport la aparatul Golgi si membrana celulara

Classe II Chaînes a et b des molécules HLA-DR, DP et DQ Pour des DP et DQ, les chaînes a et b sont très polymorphiques et peuvent dimériser de quatre façons Pour DR, la chaîne a n’est pas polymorphique, tout le polymorphisme provient de la chaîne b

MHC clasa II - heterodimer - 2 lanţuri legate necovalent lant alfa (alfa1, alfa2) lant beta (beta1, beta2) - ambele codificate in MHC - ambele transmembranare - ambele lanţuri sunt necesare pentru exprimarea MHC II - a1 şi b1 formează situsul de legare al Ag - a2 şi b2 au rol structural, nu intervin direct în legarea Ag - la nivelul domeniului b2 se leagă CD4

MHC II Proteine exogene sunt degradate in endozomi. MHC II sintetizat in ribozomi , asamblat in RE sub forma asociata cu un lant invariabil; aparat Golgi, endozomi (CLIP)

Diversité des allèles HLA HLA-A: A1, A2, A3, A9, A10, A11, A19, A23, A24, A25,.……, A68, A69, A74, A80 HLA-B: B5, B7, B8, B12, B13, B14, B15, B16, B17, B18,…….., B78, B79, B81, B82 HLA-DR: DR1, DR2, DR3, DR4, DR5, DR6, DR7, DR8,……..DR16, DR17, DR18

Alele HLA definite prin tipizarea ADN HLA-A: Subtipuri ale A1: A*0101, A*0102, A*0103, A*0104, A*0105, A*0106 etc. Subtipuri ale A2: A*0201, A*0202, A*0203 etc. La fel pentru alte HLA-B, HLA-DR etc., de exemplu HLA-B*0702, B*0703 etc. și HLA-DRB1*0101, DRB1*0102 etc.

HLA : denumire

La fréquence des allèles varie selon les populations

HLA prezintă un polimorfism crescut, dovedit de substituții la multe nivele ale secvenței aminoacidice.

Polimorfismul MHC La nivelul unui singur locus genetic, o variaţie >1% →varianta Fiecare variantă polimorfică = o alelă Au fost identificate peste 1200 alele MHC la om 381 A B C polymorphisms No of Class I DR DP DQ Class II 317 657 alleles 492 alleles 185 91 19 89 20 45 2 a b Data from http://www.anthonynolan.org.uk/HIG/index.html July 2000

HLA și diverse asocieri patologice Antigenul HLA Boala Asocierea Rasa Riscul relativ Uveită anterioară acută B27 E 8.2 Spondilită ankilopoietică B27 E/A/AA 54-89 Boala Behcet B5 E/A 3.8-4.0 Boala celiacă B8,DR3,DR7 E 7.6-11.6 Dermatita herpetiformă B8,DR3 E 9.8-17.3 Sindromul Goodpasture DR2 E 13.8 Hemocromatoza idiopatică A3,B7,B14 E 2.7-6.7 Diabetul zaharat tip 1 DR3,DR4 E/A/AA 2.1-6.7 Narcolepsia DR2 E/A 130-358 Boala Reiter B27 E 37.1 Lupusul eritematos sistemic B8,DR3 E 2.6-2.7 E/ A/ AA = descendență europeană/ descendență asiatică/ descendență africană

Polimorfismul MHC Necesar pentru a face față diversității structurale a agenților patogeni. Manifestat prin abilitatea de a prezenta o gamă largă de peptide antigenice derivate din agenții patogeni. Rezultă din expresia “alelelor” multiple ale moleculelor MHC codificate în cadrul “locusurilor” multiple ale regiunii MHC de pe cromozomul 6.

Polimorfismul HLA Protejează împotriva epidemiilor letale Supraviețuire crescută a populației datorită diversității alelelor. = susceptibili

Molecule MHC ALOGENICE – molecule responsabile de rejectarea rapida a grefei Molecule recunoscute ca fiind straine pe alogrefe– ALOANTIGENE Limfocitele si anticorpii primitorului care reactioneaza cu alogenele straine sunt descrise ca ALOREACTIVE -

LES ANTIGENES RECONNUS SUR LE GREFFON 1 – Les antigènes du Complexe Majeur d’Histocompatibilité : antigènes majeur de transplantation - Antigènes HLA de classe I (HLA-A, B, C) ubiquitaires - Antigènes HLA de classe II (HLA- DR, DQ, DP) exprimés sur les cellules présentatrices d’antigènes professionnelles : cellules dendritiques, LyB, monocytes / macrophages - Très immunogènes, induisant une forte réponse à médiation cellulaire et humorale 2 – Les antigènes mineurs - Antigènes protéiques avec polymorphismes alléliques présentés sous forme de peptides par les molécules HLA du Receveur - Peu immunogènes mais effet cumulatif, ex. : Ag male H-Y sur Chr Y 3 – Les antigènes de groupes sanguins - Groupes sanguins érythrocytaires : A, B, O - Incompatibilités forte réponse humorale - Exprimés sur l’endothélium vasculaire

Alloantigènes molécules dont le polymorphisme interindividuel est responsable de réponses immunitaires allogéniques Alloantigènes: antigènes qui diffèrent entre 2 individus d’une même espèce. - Réponse alloréactive: réponse immune dirigée contre les alloantigènes. Elle est médiée par les lymphocytes T.

Les cellules impliquees dans e rejet 1) Antigen presenting cells – Dendritic cells Macrophages Activated B Cells 2) B cells and antibodies – Preformed antibodies Natural antibodies Preformed antibodies from prior sensatization Induced antibodies 3) T cells 4) Other cells – Natural killer cells Monocytes/Macrophages

Type de rejet En fonction de leur moment de survenue plus ou mois precoce apres la greffe Rejet hyperaigu (<24h) Présence d’anticorps avant la tranplantation Rejet accéléré (>24h et <5jours) Réponse humorale anamnestique Rejet aigu (après 5 jours) Réponse cellulaire Rejet chronique > 90 jours (svt plusieurs années) Réponse immunitaire mixte (humorale+cellulaire) et facteurs non immunitaire

Rejets hyperaigu et accéléré Lié à la présence d’anticorps synthétisés avant la transplantation (rejet hyperaigu) ou dans les jours qui suivent (réponse anamnestique) Anti-HLA (classe I) Anti-ABO (anticorps dirigé contre autres alloantigènes non-HLA : p.ex. anticorps anti-endothélium) Ces anticorps préformés peuvent être produits à la suite de transfusions sanguines, de grossesses mêmes non menées à terme, du rejet d ’une première greffe.

Rejets hyperaigu et accéléré - Se manifeste dans les heures qui suivent le rétablissement de la continuité vasculaire. - Secondaire à la fixation sur l ’endothélium vasculaire d’Ac préformés chez le receveur. Ces anticorps fixent le complément, créant des lésions des cellules endothéliales du greffon, ce qui provoque l ’extravasation de cellules et de plasma ainsi que l ’aggrégation des plaquettes conduisant à la thrombose des microvaisseaux et à l ’arrêt de la circulation sanguine. -

Comment les anticorps induisent-ils le rejet? ADCC (antibody dependent cellular cytotoxicity) Activation de la voie classique du complément Anaphylatoxines (recrutement de polynucléaires neutrophiles) Complexe d’attaque membranaire (lyse directe de la cellule)

ADCC

Anaphylatoxine : recrutement de polynucléaires neutrophiles Complexe d’attaque membranaire

Rejets hyperaigu et accéléré Importance de la compatibilité ABO Les antigènes ABO sont exprimés sur les hématies, les lymphocytes et les plaquettes mais aussi sur les cellules épithéliales et endothéliales Test de compatibilite ( cross-match) – consiste a incuber les leucocytes du donner avec le serum de receveur en presence du complement – la mort cellulaire indique la presence dAc.

Désensibilisation des réceveurs Immunoglobulines intraveineuses Plasmaphérèses Rituximab (anticorps anti-CD20) Splénectomie Immunosuppresseurs (sérum anti-thymocytaire, anti-IL-2)

Rejet aigu 5-90 jours après la greffe Classiquement lié à une réponse à médiation cellulaire (alloreconnaissance directe de cellules du donneur par les lymphocytes T auxiliaires du receveur)

Rejet aigu cellulaire Infiltration massive du greffon par des cellules mononuclées (lymphocytes T activés et macrophages) Importance des lymphocytes T CD4 de type Th1 (IL-2,IFN gama - Des signes fonctionnels et biologique /la reversibilite des lesions– precocite du tt.

LES DEUX VOIES DE L’ALLORECONNAISSANCE : DIRECTE ET INDIRECTE 1 - LA RECONNAISSANCE DIRECTE Dans ce modèle, les lymphocytes T du receveur sont activés par les CPA du donneur L ’activation est secondaire à l ’engagement du TCR avec le complexe HLA / peptide à la surface des CPA du donneur 2 - LA RECONNAISSANCE INDIRECTE Des peptides issus de la dégradation des molécules HLA allo peuvent être présentés par les molécules HLA du Soi sur les CPA du receveur Des antigènes mineurs (peptides polymorphes issus de protéines non HLA) peuvent également être présentés par la voie indirecte.

LES DEUX VOIES DE L’ALLO-RECONNAISSANCE

Rôle central des lymphocytes T CD4+

Le rejet chronique - Mécanismes peu clair: (immunologiques et non immunologiques) - Dégradation progressive et irréversible de la fonction du greffon avec lésions vasculaires inflammatoires et fibrose

Maladie du Greffon contre l’hôte (GVHD) Alloreconnaissance de cellules du receveur par des lymphocytes T présents dans le greffon Risque élevé avec greffons riches en lymphocytes T Greffons hématopoïétiques Intestin Foie Très rare après transplantation rénale

Deux formes Aiguë (entre 10 jours et 80 jours) Cibles privilégiées Foie Intestin peau Chronique (antigènes mineurs) (après 3 mois)

Reacții tisulare în GVHD Gradele GVHD Reacții tisulare în GVHD Gradul Piele Ficat Tract gastrointestinal 1 Rash maculopapular pe <25% din suprafața corpului Bilirubina serică 2-3 mg/dl >500 ml diaree/zi 2 Rash maculopapular pe <25-50% din suprafața corpului Bilirubina serică 3-6 mg/dl >1000 ml diaree/zi 3 Eritrodermie generalizată Bilirubina serică 6-15 mg/dl >1500 ml diaree/zi 4 Eritrodermie generalizată cu formare de bule și descuamare Bilirubina serică > 15 mg/dl Durere abdominală severă cu sau fără ileus

Boala grefă contra gazdă Common manifestations of GVH reaction are diarrhea, erythema, weight loss, malaise, fever, joint pains, etc. and ultimately death.

GVHD acută – grad 4 la nivelul pielii (formare de bule)

Adaptation et tolérance Dans les mois qui suivent une transplantation réussie, les réponses anti-donneur diminuent et le risque de rejet diminue : adaptation Disparition des cellules dendritiques du donneur « Anergie » des lymphocytes T du receveur

Traitements immunosuppresseurs

Indications des immunosuppresseurs Transplantation d’organe Prévention et traitement du rejet Allogreffe de moelle Prévention et traitement de la GVH Maladie auto-immune : Myasthénie, LED… Maladies inflammatoires : PR, Crohn...

Classification des immunosuppresseurs Traitements lymphoablatifs Irradiation corporelle Antimitotiques : exemple Cyclophosphamide, chlorambucil, melphalan Anticorps polyclonaux anti-lymphocytaires Anticorps anti-CD52 (Campath 1H) Anticorps antiCD20 (Rituximab)

Classification des immunosuppresseurs Antimétaboliques Azathioprine Mycophenolate mofetil Méthotrexate Anti-inflammatoires et immunosuppresseurs : Corticostéroides Inhibiteurs de activation cellulaire Inhibiteur de la calcineurine Inhibiteur de la protéine mTOR Anticorps anti-CD3

Classification des immunosuppresseurs Inhibiteurs biologiques des cytokines Inhibiteur des récepteurs de l ’IL2 Inhibiteur du récepteur du TNFa Inhibiteur du TNFa Anticorps monoclonaux anti-IL6

Tacrolimus Sirolimus Mycophenolate Mofetil Corticoides Ciclosporine MNA Everolimus Myfortic Tacrolimus Sirolimus Mycophenolate Mofetil Corticoides Ciclosporine Azathioprine 1950 1960 1970 1980 1990 2000 Anticorps anti-lymphocytaire OKT3 Anti-IL2Ra Campath1 HuAnti-CD3 FTY720 D ’après R.E. MORRIS

Complications post transplantations Greffe Syngénique Jumeaux homozygotes Greffe allogénique Complications chirurgicales Rejet aigu et rejet chronique Complications chirurgicales Immunosuppression Récidive de la maladie initiale Effets secondaires des IS Cancers Infections Complications cardiovasculaires Complications métaboliques Récidive de la maladie initiale