Système majeur d’histocompatibilité et transplantation Faculté de médecine d’Oran Système majeur d’histocompatibilité et transplantation α1 β2m α2 α3 β1 β2 2013-2014 Dr A. LOUAIL EHU ORAN

DEFINITIONS + continuité vasculaire Une xénogreffe Une autogreffe Transplantation + continuité vasculaire Une isogreffe ou greffe syngénique Greffe Une allogreffe

Différences antigéniques LE REJET DE GREFFE Autogreffe Le rejet de greffe Principale complication Acceptées Isogreffe Réponse immunitaire (R contre le D) Xénogreffe Rejetées Différences antigéniques entre le R et D Allogreffe

Rejet d’une greffe d’organe ou d’un tissu étranger Introduction 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) Système majeur d’histocompatibilité

Transplantation rénale allo-génique INTRODUCTION Transplantation rénale allo-génique Modèle des transplantations thérapeutiques Mais se heurte à un obstacle majeur La réaction immunologique de rejet de l’allogreffe

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

Autres allo antigènes impliqués dans le rejet DEVENIR DU TRANSPLANT 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

MOLÉCULES HLA ET RÉPONSE IMMUNE À L’ALLOGREFFE 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 Présentation directe Présentation indirecte CD du donneur CD du receveur

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 CD du greffon Peptide X HLA classe II allogénique HLA classe I 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

Migration/Maturation des Ly T CD4+ et Ly TCD8+ naïfs LA VOIE DE LA PRÉSENTATION DIRECTE  Base du rejet aigu à médiation cellulaire T Greffon CD immature Migration/Maturation Activation des Ly T CD4+ et Ly TCD8+ naïfs CD mature OLP Ly T activés Macrophage Infiltration du greffon NK Ly B PNE agression des cellules parenchymateuses du greffon. A l’origine: -de la première vague de stimulation allogénique -d’une réponse allogénique intense en dehors de toute sensibilisation préalable.

Capture des molécules CMH allogéniques libérées par le greffon LA VOIE DE LAPRÉSENTATION INDIRECTE  Rôle majeur dans le rejet chronique 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 T CD4 CD du receveur Migration vers la rate Greffon rénal Internalisation Capture des molécules CMH allogéniques libérées par le greffon Migration Apprêtement Receveur CMH autologue Peptide allogénique TCR 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)

Le rejet humoral en transplantation rénale Le rejet humoral est mieux reconnu grâce au marquage de C4d dans les capillaires péritubulaires, du greffon et la détection d’anticorps circulants anti HLA ou autres anticorps spécifiques des antigènes des cellules endothéliales du donneur 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 Formes cliniques du rejet humoral 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. 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

la fibrose interstitielle et atrophie tubulaire chronique (FIAT) Immunosuppression insuffisante Rejets infra-cliniques Incompatibilité HLA Stress oxydatif Infections HTA Age du donneur Réanimation donneur Toxicité des médicaments Lésions préexistantes Diabète Lésions préexistantes Dyslipidémie Hyper-filtration Ischémie reperfusion Disparité poids donneur / receveur - Facteurs dépendants de l’alloantigène - Facteurs indépendants de l’alloantigène

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 Prolifération endothéliale Dommages tissulaires Prolifération des cellules du muscle lisse Activation Plaquettaire et thrombose Rétrécissement vasculaire et occlusion Dommages ischémiques du greffon Perte de la fonction du greffon Figure: mécanismes effecteurs de l'AMR

Soulignant la place du bilan immunologique dans tout programme de TR 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 +++ Vivant Etat de mort encéphalique Par : Recherche et identification des Anticorps anti-HLA I et II préformés Apparenté Non apparenté Sur un panel d’Antigènes HLA classe I et II connus Lymphocytes T et B du donneur Cross Match Prévention du rejet hyperaigu.

SÉLECTION DONNEUR/RECEVEUR Donneur en état de mort cérébrale 0, 1, 2, 3, 4, 5 ou 6 mismatches Phénotype A, B, DRB1 Exemple: R: A02 A03 B07 B45 DR03 DR04 D: A02 A03 B07 B45 DR03 DR04 ………………………. 6 Id (0MM) D: A02 A29 B07 B45 DR03 DR04 ………………………. 5 Id (1MM) Résultats d’autant meilleurs qu’il existe une compatibilité HLA pour les Ag A, B, DR1, DQ1 (DR>B>A) 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 Sérologique spécificités Microlymphocytotoxicité (LCT) DR4 DR5 DP1 B27 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) DQ2 A A3 B7 DR 4 DQ2 DP1 DQ3 B A2 B27 DR5 DQ3 DP2 HLA B* 27 05  A2 Motif allélique (BM) A3 Motif générique (Sérologie ou BM) DP2 Gène étudié 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 Grossesses Ac 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 Facteur de risque péjoratif pour la survie du greffon et du patient 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

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 Ac anti-HLA 1 Les Ac se lient aux Ag HLA I des capillaires rénaux et activent le Complément 2 C3a, C5a attirent les PNN qui libèrent des enzymes lytiques Enzymes 3 Les enzymes lytiques des PNN détruisent les cellules endothéliales; des plaquettes adhèrent au tissu lésé, ce qui provoque la thrombose. - Pas de traitement curatif Seule mesure thérapeutique  Prévention: Recherche et identification d’Ac anti-HLA chez le receveur particulièrement après un épisode immunisant; Test de CXM Pré TR.

Ac IgG anti HLA de classe I Rôle important en 2ème greffe 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 Ac anti HLA classe II Auto-Ac REJET HYPER AIGU Effet controversé Rôle important en 2ème greffe 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

CROSS MATCH PRÉ-TRANSPLANTATION Suivi sérologique du receveur En présence d’un évènement immunisant: « 15 j et 21j après l’évènement » Évènement immunisant J 21 J -1 Transplantation J - 3 mois J 15 Cross Match pré-transplantation Sérothèque Sélection efficace des sérums à tester sont les garants d’un CXM informatif et donc d’une transplantation réussie.

En absence d’évènement immunisant: « Chaque 3mois » CROSS MATCH PRÉ-TRANSPLANTATION Suivi sérologique du receveur En absence d’évènement immunisant: « Chaque 3mois » J - 9 mois J - 6 mois J -1 Transplantation J - 12 mois J - 3 mois Cross Match pré-transplantation Sérothèque

Pouvoir ne pas procéder au Cross Match : « Le cross match virtuel » IMPLICATION DE LA RECHERCHE DES ANTICORPS ANTI-HLA SUR LA REALISATION DU CROSS MATCH Avancée du siècle « 2006 » 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 )

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) Morphologiques : à la biopsie, lésions tissulaires aigues; Immunopathologiques : dépôts de C4d ou rarement d’Ig dans les capillaires péritubulaires; Sérologiques : présence d’Ac circulants anti-HLA ou autres Ac spécifiques des Ag des cellules endothéliales du donneur. Le C4d : produit de dégradation inactif du C4 Liaison stable, covalente avec la surface endothéliale et les membranes basales 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 REJET AC MÉDIÉ : DONNÉES CLINIQUES Vasculaire aigu Chronique Preuve immunopathologique de l’action des Ac C4d dans les CPT Preuve sérologique : présence d’Ac anti-HLA ou autres spécifiques du donneur, au moment de la biopsie + A. Rejet précoce: Pour la plupart des auteurs, la présence de C4d et la présence d’Ac circulants est associée à une diminution de la survie de greffon Pour 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%) 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)

LA PRISE EN CHARGE THÉRAPEUTIQUE 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. Aphérèse, Immunoadsorption Ig IV Ac anti CD20 : Rituximab Rejet aigu Tacrolimus MMF Rejet chronique 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 façon prédominante sur un effet de « greffe contre leucémie » médié par les lymphocytes du donneur. Malheureusement cet effet est souvent mais pas obligatoirement associé à une maladie « greffe contre l’hôte = GVHD »  aiguë ou chronique. Les implications de ces observations sont considérables et portent sur la définition des cellules effectrices et des antigènes reconnus ouvrant la voie à des traitements moins toxiques.

III.1. POURQUOI GREFFER DES CSH ?    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.2. SOURCES DE CSH LA MOELLE OSSEUSE :   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.3. CHOIX DU DONNEUR 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 génériques en classe I (A et/ou B ) ou 1 incompatibilité allélique en classe II. -

CAS DES GREFFS MISMATCH ? Donneur haplo-identique (Famille étendue) 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.4. LE CONDITIONNEMENT 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

Anticorps monoclonaux Complément de lapin III.5. LE TRAITEMENT DU GREFFON : déplétion en LT du greffon « TCDBMT » Déplétion en LT Anticorps monoclonaux Complément de lapin Combinaison de techniques physiques et immunologiques Elimination de LT Récupération de CS CD34+ Colonnes de chromatographie d’adsorption Système immuno-magnétiques Destruction sélective des LT COMPATCH-1 Le plus utilisé Dirigé contre le CDw52

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

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 ) .