$0.1-*$"5*0/4*/'&$5*&64&4"13453"/41-"/5"5*0/ 5)."5*26&5"1&3 Immunologie de la transplantation : rejets et infections en transplantation d’organes solides Marie-Nathalie Kolopp-Sardaa,*, Christophe Malcusa, Chantal Kohlerb RÉSUMÉ L ttransplantation La l t ti d’organe d’ estt aujourd’hui j d’h i largement l t utilisée tili é dans d les l cas de défaillance terminale d’organe solide. Les nombreuses avancées techniques concernant la conservation des organes, la chirurgie et les suites opératoires, le développement de la prévention, du diagnostic et du traitement des rejets et des infections ont contribué à l’augmentation de la survie du greffon et des patients. La transplantation a pris un essor très important depuis l’instauration de traitements immunosuppresseurs de plus en plus efficaces et ayant des effets ciblés sur les mécanismes immunitaires d’activation lymphocytaire mis en jeu lors des réactions de rejet de greffon. Mais l’utilisation de ces traitements limitant les rejets favorise le développement d’infections et de cancers. Les réactions de rejets de greffon mettent en jeu des alloantigènes du donneur, contre lesquels le receveur développera des réponses immunitaires humorales et cellulaires délétères. Ces réactions vont entraîner des lésions au sein du tissu greffé ayant des conséquences à court et long terme pour la fonction de l’organe. Les infections virales, et le cytomégalovirus (CMV) tout particulièrement, vont également générer des réponses inflammatoires et cytotoxiques in situ, également délétères et favorisant les réactions allogéniques. Les interactions entre réactions immunologiques de rejet et réactions antivirales sont complexes et font intervenir différents acteurs et mécanismes de la réponse immunitaire. De plus, les infections virales, de par la mémoire immunitaire spécifique, interfèrent également dans la mise en place d’une tolérance du greffon. Dans cet article, nous décrirons les différents mécanismes et intervenants des réactions de rejets de greffon et aborderons leur interaction avec les infections virales. Transplantation – alloantigènes – rejets – tolérance immunitaire – infections virales. a Service d’immunologie biologique Pavillon E Groupe hospitalier Edouard-Herriot Faculté de médecine Lyon-Nord 5, place d’Arsonval 69437 Lyon cedex 03 b Département d’histologie Faculté de médecine de Nancy B.P. 184 – 54500 Vandœuvre-lès-Nancy cedex Laboratoire d’immunologie Centre hospitalier universitaire de Nancy-Brabois * Correspondance [email protected] article reçu le 13 mars, accepté le 31 mars 2008. © 2008 – Elsevier Masson SAS – Tous droits réservés. SUMMARY Transplantation immunology : solid organ transplant rejections and infections Solid organ transplantation has become a widely utilized and successful modality for treatment of end-stage organ diseases. Improved techniques for organ preservation, surgical procedures and post-surgical monitoring, rejection management, posttransplant infection prophylaxis, diagnostic and treatment have contributed to this success. Most identifiable of the advances in solid organ transplantation is the development of potent immunosuppressive agents, with increasingly precise targets as lymphocyte activation mechanisms. However, the use of these agents in the prevention and management of rejection is closely interrelated to the development of infection and tumour. Graft rejection reactions involved donor allo-antigens, recipients developed deleterious humoral and cellular immune reactions. These reactions will be responsible for tissular damages and had short and long term consequences on organ functions. Inflammatory and cytotoxic reactions against viral infections, particularly CMV infections, are also deleterious for graft tissue and favourable to allogenic immune reactions. Relations between graft rejection and anti-viral reactions are complex and involved immune actors and mechanisms. Viral infections and their specific immune memory also interfere with graft tolerance set up. In this article, graft rejection actors and mechanisms, and their interaction with viral infections will be described. Transplantation – alloantigens – rejection – immune tolerance – viral infections. 1. Introduction La transplantation est aujourd’hui largement acceptée et utilisée lors de défaillance d’organes (insuffisance rénale terminale, insuffisance cardiaque, insuffisance hépatique,…), et quand tout autre thérapeutique conventionnelle n’est plus possible. L’évolution des techniques de conservation REVUE FRANCOPHONE DES LABORATOIRES - JUIN 2008 - N°403 // 23 des organes entre le prélèvement et la transplantation, des procédés chirurgicaux, de la gestion thérapeutique des rejets (traitements immunosuppresseurs) et des traitements préventifs et curatifs des infections a largement contribué à son succès [46]. La transplantation d’organe reste cependant un traitement lourd pour les patients qui sont soumis à des thérapeutiques immunosuppressives à vie, dont les posologies sont adaptées à chacun, variant au cours du temps et des événements intercurrents tels que les infections virales, les cancers et les rejets. La surveillance clinique, biologique et immunologique est constante et essentielle pour une meilleure survie du greffon et du patient. Malgré cela, ces traitements n’empêchent pas à long terme le développement d’un rejet chronique, inévitable et non réversible, et que l’on ne sait encore ni prévenir ni traiter. Des relations étroites ont été mises en évidence entre ces différents événements : infections virales et rejets aigus, rejets aigus répétés et rejets chroniques, infections virales et rejets chroniques. Une meilleure connaissance des mécanismes immunologiques des rejets et des réponses immunitaires antivirales permettra de confirmer ces relations et de mieux appréhender la problématique de tolérance des greffons allogéniques à long terme, tolérance induite par des traitements immunosuppresseurs suffisant pour éviter le rejet mais sans favoriser le développement d’infections. Dans un premier temps, nous rappellerons les conditions favorisant une tolérance de greffe et les mécanismes immunologiques impliqués dans les rejets, en décrivant les différents intervenants cellulaires et humoraux, cibles des traitements immunosuppresseurs au cours des transplantations d’organes. Puis dans un deuxième temps, nous analyserons la chronologie des infections les plus fréquemment rencontrées et leurs éventuelles relations avec les réactions de rejets du greffon et l’induction de la tolérance. Les infections et les agents infectieux compliquant les transplantations sont développés dans les différents articles de ce dossier scientifique. 2. Histocompatibilité et transplantation L’histocompatibilité est définie comme la mesure du comportement de deux tissus non apparentés entre eux quand ils sont confrontés. Les premiers « transplanteurs » ont découvert cette notion bien avant la connaissance des gènes du complexe majeur d’histocompatibilité (CMH), des antigènes d’histocompatibilité (Ag HLA, human leukocyte antigen) et de leur rôle dans la survie d’un greffon d’un donneur chez un receveur non apparenté. Le principal obstacle physiologique de la transplantation est le rejet de l’organe greffé qui résulte d’une réaction immunitaire protectrice normale du sujet receveur, reconnaissant l’organe greffé comme « non soi ». La mise en évidence de l’histocompatibilité ou incompatibilité entre donneur et receveur permet une réduction du risque de réactions immunitaires délétères pour le greffon, pouvant conduire à son rejet. Le type de tests réalisés pour en faire le diagnostic va dépendre de l’organe transplanté 24 // REVUE FRANCOPHONE DES LABORATOIRES - JUIN 2008 - N°403 et du délai dont on dispose pour les réaliser. En effet, tous les organes ou tissus n’ont pas la même immunogénicité et le même délai de conservation entre le prélèvement de l’organe et sa transplantation. La peau et la moelle osseuse sont les tissus les plus immunogènes, le foie le moins immunogène. Le délai de transplantation d’un cœur est de 4 h, celui du rein peut atteindre 24 h. Les antigènes des systèmes ABO et HLA ont été identifiés comme les antigènes majeurs de la transplantation, présents dans la plupart des tissus de l’organisme. Le groupage ABO est réalisé systématiquement, la présence d’anticorps naturels étant impliquée dans les rejets hyperaigus. Deux types de tests d’histocompatibilité peuvent être réalisés en fonction du délai disponible : le « cross match » entre donneur et receveur est réalisable rapidement, le typage HLA du donneur est plus long à mettre en œuvre. Le cross-match permet la détection rapide d’anticorps cytotoxiques préexistants circulants, par une technique de micro-lymphocytotoxicité complément dépendante (technique de référence), en faisant interagir in vitro des cellules du donneur avec le sérum du receveur. Des techniques sont actuellement développées pour augmenter la sensibilité de ces dosages (test à l’anti-globuline humaine, en cytométrie en flux (CMF), en ELISA) [5]. Un cross match positif est le plus fréquemment une contre indication à la transplantation, il est fortement corrélé avec le développement d’un rejet hyperaigu. Le typage HLA identifie les antigènes responsables d’une incompatibilité entre les tissus du donneur et du receveur. En pratique, pour le donneur un typage HLA minimum est réalisé (HLA-A, -B, -DQ, -DR), pour rechercher un receveur HLA-identique pour ces antigènes. La technique de référence en sérologie est la micro-lymphocytotoxicité complément dépendante permettant de déterminer la présence d’antigène à la surface des cellules grâce à un panel d’anticorps anti-HLA connus [25]. Des techniques de biologie moléculaire sont maintenant développées avec deux niveaux de résolution : soit un typage de niveau générique (équivalent à la sérologie), soit de niveau allélique [9]. De nombreux patients ont pu développer des réactions immunitaires dirigées contre des Ag HLA, en particulier suite à des transfusions répétées, des grossesses multiples même non menées à terme ou des rejets d’une première greffe. La présence de ces anticorps constitue un risque accru de rejet de greffe mais n’est pas une contre-indication à la transplantation. Cela complique le suivi et la survie du greffon [17]. La définition de cette immunisation est essentielle et est réalisée lors de l’inscription sur la liste d’attente de greffe du patient et après tous les événements pouvant stimuler la production de ces anticorps. En période post-transplantation, le suivi régulier du taux et de la spécificité de ces anticorps est un marqueur intéressant de l’immunisation du receveur vis-à-vis des antigènes du donneur, en relation avec les épisodes de rejet [26, 16]. Pour la recherche et le dosage des Acs anti-HLA, la technique de microlymphocytotoxicité complément dépendante est également la technique de référence. Les taux d’Acs anti-HLA sont exprimés en % de cytotoxicité d’un panel équilibré de cellules portant des Ag HLA représentatifs de la population (PRA : panel reactive antigens) [32]. De nouvelles techniques sont $0.1-*$"5*0/4*/'&$5*&64&4"13453"/41-"/5"5*0/ actuellement développées pour augmenter la sensibilité de ces dosages (en CMF, ELISA ou technique Luminex®) [8]. Un sujet ayant des taux d’Acs anti-HLA > 80 % est dit « hyperimmunisé ». Afin de diminuer les risques de rejet, ces patients en attente de transplantation sont inscrits dans un programme « antigène permis » qui les rend prioritaires pour des organes aux Ag HLA permis. Ce programme a très fortement amélioré l’accès à la transplantation de ces receveurs difficiles à greffer. Une histocompatibilité maximale (aucun antigène HLAA, -B, -DR commun au minimum, soit aucun mismatch) entre donneur et receveur est recherchée afin de diminuer les risques de réactions allogéniques, et constitue un des critères d’attribution des organes par l’Agence de biomédecine. Cette condition est difficile à réaliser en particulier dans l’urgence de cette situation. Malgré ces précautions d’histocompatibilité, des réactions immunitaires dirigées contre les allo-antigènes du donneur sont activées chez le receveur, selon des mécanismes que nous allons décrire ci-après. 3. Transplantation et rejet 3.1. Réactions allogéniques : reconnaissance directe et indirecte L’organe transplanté représente une source continue d’Ag du non-soi chez le receveur. L’allogreffe active donc continuellement des réactions immunitaires spécifiques, cellulaires et humorales, potentiellement délétères pour le tissu greffé. Afin de limiter ces réactions immunitaires et d’assurer la survie du greffon, les patients sont sous traitements immunosuppresseurs tout au long de la vie. Ces réactions immunitaires du receveur sont activées par la présentation et la reconnaissance des antigènes du donneur. Le greffon exprime les molécules HLA présentant des peptides du donneur, qui vont être reconnus par les lymphocytes T du receveur selon deux types de mécanismes : allo-reconnaissance directe et indirecte [figures 1a et 1b, d’après Jiang, 18]. L’allo-reconnaissance directe (figure 1a) implique une présentation du complexe HLA-peptide du donneur par les cellules présentatrices d’antigène du donneur (en particulier les cellules dendritiques), après leur migration dans les ganglions de drainage, aux lymphocytes T du receveur. Les mécanismes mis en jeu lors de cette reconnaissance font intervenir des réactions croisées permettant aux TCR (T cell receptor) des lymphocytes T du receveur de reconnaître les molécules HLA allogéniques du donneur. Cette reconnaissance semble plus impliquée dans les mécanismes de rejet aigu. Progressivement, les cellules dendritiques du donneur vont disparaître et seront remplacées par les cellules dendritiques du receveur. Celles-ci capteront, au niveau du greffon, les protéines du donneur et en particulier les molécules HLA synthétisées par le greffon, pour les présenter aux lymphocytes T du receveur. C’est la présentation indirecte (figure 1b). Figure 1a – Allo-reconnaissance directe. Figure 1b – Allo-reconnaissance indirecte. Les allo-antigènes du donneur sont présentés par les cellules présentatrices du donneur, après leur migration des ganglions de drainage, aux lymphocytes T CD4+ et CD8+ du receveur. Les cellules effectrices iront alors détruire les cellules cibles ayant à leur surface les allo-antigènes du donneur [d’après Jiang et coll., 18]. Les cellules présentatrices d’antigène du receveur vont capter les allo-antigènes du donneur et les présenteront aux lymphocytes T du receveur. Les cellules effectrices iront alors détruire les cellules cibles ayant à leur surface les allo-antigènes du donneur [d’après Jiang et coll., 18]. REVUE FRANCOPHONE DES LABORATOIRES - JUIN 2008 - N°403 // 25 La présentation indirecte remplace progressivement la présentation directe. Elle peut être responsable des rejets aigus mais semble surtout impliquée dans les mécanismes immunologiques de rejet chronique. 3.2. Mécanismes de rejet d’allogreffe La transplantation d’organe et la greffe de cellules sont soumises à deux types de réactions de rejet : soit le receveur développe des réactions immunitaires visant à éliminer l’organe greffé considéré comme du non-soi, réactions les plus fréquentes dans les transplantations d’organes solides ; soit les cellules greffées vont agresser les cellules et tissus du receveur, c’est la maladie du greffon contre l’hôte (graft versus host disease, GVHD). La GVHD est peu fréquente lors des transplantations d’organes solides, mais est décrite et est très souvent fatale pour le patient [4, 44]. En revanche, c’est la principale complication dans les greffes de cellules souches hématopoïétiques, à caractère aigu ou chronique. Les mécanismes de ce rejet ne feront pas l’objet de cette revue. Trois types de rejets d’allogreffes sont décrits, classés par leurs mécanismes et par leur chronologie d’apparition posttransplantation : rejets de greffe hyper aigus (intervention d’anticorps), aigus (réactions cellulaires) et chroniques (mécanismes immunologiques et non-immunologiques). 3.2.1. Les rejets de greffe hyper aigus Ils se manifestent après quelques minutes jusqu’à quelques heures suivant le rétablissement de la continuité vasculaire. Ils sont liés à une réponse immunitaire humorale préexistante chez le receveur. Le rejet hyperaigu est secondaire à la fixation sur l’endothélium vasculaire d’anticorps cytotoxiques préformés chez le receveur contre les antigènes du donneur (ADCC, antibody dependant cellular cytotoxicity, mécanisme de type II selon la classification de Gell et Coombs). Ces anticorps, ayant reconnu l’antigène, fixent et activent le système du complément, créant des lésions des cellules endothéliales du greffon, entraînant une réaction inflammatoire, l’extravasation de cellules et de plasma, l’agrégation et l’activation plaquettaire conduisant à la thrombose des micro vaisseaux et à l’arrêt de la circulation sanguine. Le greffon se nécrose alors en quelques minutes, le plus souvent en cours d’intervention, et il doit être « transplantectomisé » immédiatement. Les anticorps impliqués dans le rejet hyperaigu peuvent être des anticorps naturels dirigés contre les antigènes de groupe sanguin ABO, des anticorps dirigés contre des antigènes d’histocompatibilité (Acs anti-HLA, en particulier anti-classe I) ou des Ag de l’endothélium vasculaire [13]. Les rejets hyperaigus ne se rencontrent pratiquement plus car, d’une part, la compatibilité ABO est une condition essentielle à la transplantation, et d’autre part, la présence d’anticorps anti-Ag du donneur préexistant dans le sérum du receveur est recherchée par un cross match réalisé avant l’intervention. Initialement, les rejets hyperaigus étaient décrits en transplantation rénale, mais tous les organes sont susceptibles d’être rejetés ainsi. Néanmoins, dans des conditions très particulières, les transplantations ABO-incompatibles peuvent être proposées avec un prétraitement des patients dans 26 // REVUE FRANCOPHONE DES LABORATOIRES - JUIN 2008 - N°403 des cas de transplantation avec donneurs vivants, de transplantation hépatique ou chez des enfants [21, 40, 42]. 3.2.2. Les rejets de greffe aigus En l’absence d’immunosuppression, les rejets aigus se manifestent après une à deux semaines en post-transplantation car ils nécessitent une immunisation vis-à-vis des antigènes du greffon. Dans les conditions normales de traitements immunosuppresseurs, le rejet aigu survient essentiellement dans un délai de 4 mois après la transplantation, avec un pic de fréquence le 1er mois. Néanmoins, il peut s’observer à tout moment en cas d’arrêt de ces traitements [27]. Depuis le développement des immunosuppresseurs, la fréquence des épisodes de rejets aigus a diminué en particulier en transplantation rénale et cardiaque, et de façon moins importante en transplantation pulmonaire [11]. Le mécanisme de rejet aigu met en jeu des réponses immunitaires cellulaires et/ou humorales spécifiques des alloantigènes du donneur. Les antigènes majeurs déclenchant des réactions allogéniques chez le receveur sont les antigènes HLA. Des antigènes mineurs ont été décrits dans des modèles murins ; chez l’homme, leur implication est plus discutée [6, 15]. La mise en évidence des Acs anti-HLA de classe I et II dans le sérum des patients est un argument supplémentaire pour leur implication dans les rejets. Les rejets aigus de mécanismes cellulaires impliquent des lymphocytes T auxiliaires (CD3+CD4+) et cytotoxiques (CD3+CD8+), des cytokines pro-inflammatoires, responsables de lésions tissulaires (apoptose cellulaire, fibrose) et vasculaires (vasoconstriction) non réversibles. Des mécanismes humoraux sont également décrits mettant en jeu des allo-anticorps spécifiques des antigènes du donneur dans les transplantations rénales, cardiaques, hépatiques et pulmonaires mais ne sont pas rapportés dans les transplantations de tissus composites (mains, face) [2, 19, 20]. Les allo-anticorps agissent par des mécanismes de cytotoxicité (ADCC), délétères pour les tissus greffés. Ces rejets humoraux sont plus graves, de pronostic moins bon et doivent être traités très agressivement pour éviter la perte du greffon [10, 43]. Le diagnostic de rejet aigu est établi sur des signes cliniques et biologiques, dépendant de l’organe transplanté et traduisant son dysfonctionnement. Mais ces signes sont non spécifiques et le rejet doit être confirmé par une biopsie du greffon pour une analyse histologique et immunohistochimique, qui montre des infiltrats lymphocytaires et des lésions tissulaires et vasculaires caractéristiques. Les rejets humoraux sont mis en évidence par la présence de dépôts de C4d, produit de dégradation du complément, recherchés en immunofluorescence sur la biopsie [41, 36]. L’ensemble de ces éléments permet de classer les rejets en grade de gravité selon des classifications internationales, comme la classification de Banff pour la transplantation rénale, ou la classification de l’International society of heart and lung transplantation (ISHLT) pour les transplantations cardiaques. Le diagnostic précoce de ces rejets est très important. Il permet une prise en charge rapide du patient avec une instauration immédiate de traitements immunosuppresseurs $0.1-*$"5*0/4*/'&$5*&64&4"13453"/41-"/5"5*0/ à forte dose (corticoïdes, Acs monoclonaux type OKT3) afin de limiter les lésions tissulaires au sein du greffon. Les rejets humoraux sont traités très agressivement pour limiter les atteintes tissulaires. Le traitement actuellement proposé est une association de plasmaphérèse, immunoglobulines intraveineuses et Acs anti-CD20 (molécule présente à la surface des lymphocytes B) afin de diminuer les réponses humorales en diminuant le nombre de lymphocytes B et la production d’allo-anticorps [10, 43]. La plupart des rejets aigus n’aboutissent pas à la perte du greffon à court terme, car ils sont diagnostiqués rapidement et traités immédiatement. En revanche, ces rejets ont des conséquences à long terme. En effet, il a été observé que la fréquence, le nombre, le type (cellulaire ou humoral) et le délai d’apparition des rejets aigus sont des paramètres directement liés au devenir du greffon [28]. Les épisodes répétés et tardifs de rejets aigus sont plus particulièrement prédictifs de rejets chroniques et de perte de greffon. 3.2.3. Les rejets chroniques Le rejet chronique débute certainement au moment de la transplantation pour se développer sur de nombreuses années. Des causes immunologiques et non immunologiques sont impliquées dans ce phénomène. Les signes cliniques et biologiques sont différents selon l’organe greffé, mais traduisent une détérioration de la fonction de l’organe. Cette perte de fonctionnalité est liée à des lésions de fibrose du parenchyme et à une artériopathie étendue pour tous les organes solides. Il s’agit de néphropathie chronique du greffon en transplantation rénale, d’athérosclérose du greffon cardiaque. Ces atteintes aboutissent inexorablement à la perte des greffons. Au cours de la dernière décennie, une diminution des rejets aigus a pu être décrite, liée aux progrès des nouveaux traitements immunosuppresseurs, mais ces progrès ne se sont pas traduits par une diminution de l’incidence des rejets chroniques [24]. Le rejet chronique est donc un processus continu de diminution de fonction de l’allogreffe. Les facteurs de dysfonction chronique sont d’ordre immunologique et non immunologique [3]. Pour le rein, les facteurs non immunologiques incluent l’âge du donneur, les lésions initiales de l’organe, le temps d’ischémie froide et les lésions de conservation, les infections (ex : pyélonéphrites), les obstructions, la néphrotoxicité des immunosuppresseurs, en particulier des inhibiteurs de la calcineurine (cyclosporine), les désordres métaboliques (diabète, dyslipidémie), l’hypertension artérielle, la récidive de la néphropathie et les glomérulonéphrites de novo, les infections à CMV [3, 23]. Des facteurs immunologiques sont également en cause, mais leur implication n’est pas totalement éclaircie. Les épisodes de rejets aigus répétés et tardifs, et en particulier les rejets humoraux, sont incriminés dans les lésions tissulaires retrouvées dans les rejets chroniques. L’infiltration tissulaire de lymphocytes et d’autres cellules de l’inflammation contribue aux dommages tissulaires décrits. Une surproduction de cytokines telles que le TGF-C (transforming growth factor-C) et le PDGF (platelet-derived growth factor), favorise la fibrose tissulaire. Une production continue d’allo-anticorps favorise l’artériopathie. L’allogreffe est donc la cible de réponses immunitaires cellulaires et humorales spécifiques, en particulier d’allo-Acs dirigés contre divers antigènes du donneur (HLA, cellules endothéliales). Il a été également montré, dans un premier temps dans un modèle de rejet chronique de greffe aortique chez le rat, le recrutement et la prolifération de lymphocytes B dans le tissu rejeté, et leur organisation en centres germinatifs, ressemblant à ceux d’organes lymphoïdes secondaires. L’observation de cette néogenèse lymphoïde a été également faite chez l’homme au sein des organes transplantectomisés pour rejet chronique (rein et cœur). L’allogreffe n’est donc pas seulement la cible de la réponse allo-immune mais également devient le site de développement d’une réponse allo-immune humorale délétère [38, 39]. Les dysfonctions chroniques du greffon décrites dans les rejets chroniques ont des mécanismes multiples, se développent sur une longue période, et aboutissent à la perte du greffon. Actuellement, il n’existe pas de traitement curatif de ces rejets. La prévention et le traitement de ces différents facteurs, quand cela est possible, constituent la meilleure stratégie pour les retarder. Des facteurs immunologiques interviennent dans les rejets chroniques, mais leur rôle reste difficile à interpréter. De nombreuses études ont montré que les épisodes de rejet aigu répétés constituent un risque important de rejet chronique. Une meilleure connaissance des mécanismes et des intervenants de ces réactions allogéniques a permis de développer des traitements immunosuppresseurs ayant moins d’effets secondaires délétères pour le greffon. Les infections ou réactivations virales sont également des événements favorisant les rejets chroniques et aigus et sont favorisées par les traitements immunosuppresseurs. Leur prévention a permis de diminuer l’incidence des rejets. Les relations immunologiques entre infections et rejets sont complexes. Il ressort de la littérature et des nombreux travaux chez l’animal et chez l’homme que la mémoire immunitaire de ces infections perturbe la mise en place de la tolérance vis-à-vis d’allogreffes. 4. Infections, rejets et tolérance 4.1. Chronologie des infections post-transplantation L’avancée la plus importante qui a autorisé l’essor des transplantations a été le développement et l’utilisation des traitements immunosuppresseurs. L’évolution de traitements les plus drastiques (sérum anti-lymphocytaire, molécules anti-mitotique) aux immunosuppressions plus ciblées (action sur les mécanismes moléculaires d’activation des lymphocytes T) a permis de diminuer les effets secondaires de ces thérapeutiques. L’utilisation de ces traitements préventifs et curatifs des rejets de greffe est en relation étroite avec le développement d’infections et de cancers, par la mise en place d’un état d’immunodépression plus ou moins intense chez le patient. Cet effet secondaire est donc impossible à éviter. Certains traitements immunotoxiques peuvent entraîner un déficit immunitaire massif des réponses systémiques mais également des réponses muqueuses et cutanées, barrières essentielles entre l’organisme et son REVUE FRANCOPHONE DES LABORATOIRES - JUIN 2008 - N°403 // 27 environnement. Cette atteinte favorise le développement d’infections opportunistes fréquemment rencontrées chez les patients immunodéprimés. Selon les mécanismes de la réponse immunitaire (cellulaire, humorale, phagocytaire, effets combinés) ciblés par l’immunosuppression, différentes infections seront rencontrées. La mise en place de stratégies de prophylaxie des infections virales, bactériennes, fongiques et parasitaires a contribué à la diminution des infections et de leurs complications chez ces patients immunodéprimés [14, 29, 45]. Un diagnostic précoce de ces infections suivi d’une thérapeutique efficace et rapide a également permis de diminuer les complications infectieuses, à court terme et également à long terme, parmi lesquelles les rejets aigus et chroniques [30, 45]. Trois périodes post transplantation particulières sont décrites pour le développement d’infections : 1 mois, 2 à 6 mois et après 6 mois [33]. La plupart des infections se développent le mois suivant la transplantation, ces infections de la période postopératoire étant liées aux complications chirurgicales et techniques (infections bactériennes ou fongiques, infections nosocomiales, liées aux dispositifs médicaux…). L’immunosuppression intense chez ces patients intensifie ces infections. Les infections virales les plus fréquentes durant cette période sont des réactivations de Herpes simplex virus (HSV), dont l’incidence a largement diminué depuis la mise en place de traitements préventifs. Entre 2 et 6 mois post-transplantation, apparaissent les infections propres à la transplantation : les infections opportunistes virales (CMV, HSV, varicella zoster virus -VZV-, Human Herpes virus-6 -HHV-6-,…), fungiques (Candida, Aspergillus, Pneumocystis carinii…), bactériennes ou parasitaires (Nocardia, Listeria, Toxoplasma…). Les infections à CMV sont les infections virales les plus fréquemment rencontrées. Dix à 50 % des patients transplantés développent ces infections, en fonction de plusieurs paramètres : le statut CMV du donneur et du receveur, le type d’immunosuppression et son niveau, l’organe transplanté… Des effets pathogènes directs pour le greffon sont attribuables aux infections virales du fait de la cytotoxicité du virus lors de sa réplication dans les cellules du greffon. De plus, les infections virales sont responsables d’une immunosuppression, par le biais de la sécrétion de molécules homologues de certaines cytokines, codées par le virus et synthétisées par les cellules infectées [31, 34], qui aggrave celle induite chez les patients transplantés. Cette intensification du déficit immunitaire a comme conséquence d’augmenter le risque de développement d’autres infections opportunistes. Les interactions entre virus, en particulier CMV, HHV-6, hepatitis B virus -HBV- et hepatitis C virus -HCV-, potentialisent encore plus l’immunosuppression et aggravent la morbidité de ces patients. Au-delà de 6 mois post-transplantation, les patients peuvent développer les infections couramment rencontrées dans la population générale (infections à virus Influenzae ou pneumocoque, infections urinaires…) en plus des infections opportunistes. Ces patients sont d’autant plus à risque de développer des infections qu’ils ont eu des épisodes fréquents de rejets aigus, traités par des doses massives d’immunosuppresseurs (corticoïdes, Acs anti-lymphocytaires), ou un rejet 28 // REVUE FRANCOPHONE DES LABORATOIRES - JUIN 2008 - N°403 chronique traité par une augmentation des posologies d’immunosuppresseurs maintenue à long terme. Le facteur essentiel du développement et de la persistance des infections chez les sujets transplantés est le niveau d’immunosuppression. Les traitements immunosuppresseurs agissent particulièrement sur les mécanismes immunologiques cellulaires en inhibant l’activation et la prolifération des lymphocytes T CD3+, et plus particulièrement sur les sous-populations CD4+ et CD8+. Ces sous-populations lymphocytaires sont impliquées directement dans les mécanismes de rejet, faisant intervenir des cytokines synthétisées par les lymphocytes T CD4+ et des réactions cytotoxiques mettant en jeu les lymphocytes T CD8+. Mais ce sont également des mécanismes essentiels à la défense antivirale et anti-tumorale. Toute la difficulté est donc d’établir un statut d’immunodépression suffisant pour inhiber les réactions allogéniques mais pas trop intense pour éviter le développement d’infections et de tumeurs. Les relations entre rejet et infections dépendent du statut immunitaire des patients, mais font également intervenir d’autres mécanismes favorisant le développement de l’un et de l’autre. Ces interactions sont particulièrement décrites dans la littérature pour les infections à CMV, fréquentes chez les patients transplantés. 4.2. Infection à CMV et rejet d’allogreffe De nombreuses études cliniques rapportent une relation entre l’infection ou la maladie à CMV et le rejet de greffe. Cette association semble bien établie avec les rejets chroniques. En revanche, l’association avec le rejet aigu est plus discutée, de nombreux paramètres patients et infection -dépendants rentrent en jeu : statut sérologique du donneur/receveur [22], maladie (invasion virale intra greffe) versus infection ou réactivation [7, 12]. Néanmoins, les études cliniques et la description des mécanismes impliqués apportent des arguments en faveur d’une relation de cause à effet entre rejets aigus et infections virales. Cette relation serait réciproque : infection ou maladie à CMV précédant un épisode de rejet aigu, et inversement, un rejet favorisant une infection ou maladie à CMV [22]. Enfin, un argument supplémentaire en faveur de la relation virus-rejet est la constatation unanime dans des études cliniques de la diminution significative de l’incidence des dysfonctions chroniques du greffon depuis la mise en place des traitements curatifs et prophylactiques antiviraux [30, 45]. Les mécanismes physiopathologiques impliqués dans la relation virus-rejet, particulièrement CMV-rejet, sont étudiés dans des modèles animaux mais également chez l’homme (biopsies de greffon) et il est montré la participation de cellules immunocompétentes et des molécules de l’immunité. Les infections à CMV ont des effets indirects à plus ou moins long terme sur la survie du greffon. Certains de ces effets indirects sont médiés par des réactions immunitaires, qui vont interférer avec les réactions allogéniques tout particulièrement quand la réplication virale se déroule au sein du greffon lui-même. L’infection ou la réactivation du CMV dans les cellules du greffon va entraîner une réaction inflammatoire locale $0.1-*$"5*0/4*/'&$5*&64&4"13453"/41-"/5"5*0/ permettant le recrutement de cellules immunocompétentes impliquées dans le contrôle de l’infection. Cette réaction va se traduire par la sécrétion de cytokines et de chemokines pro-inflammatoires (tumor necrosis factor B(TNF-B), interferon-H(IFN-H), interleukine-2 -IL-2-, IL-8, interferon gamma induced protein-10 -IP-10-…), la surexpression de molécules d’adhérence (intercellular adhesion molecule-1 -ICAM-1-, vascular cell adhesion molecule-1 VCAM-1, E-selectine) à la surface des cellules endothéliales qui va entraîner le recrutement local de lymphocytes spécifiques activés [revue dans 35]. Le rôle de l’IFNH est essentiel car il va favoriser l’expression de molécules HLA de classe I et II à la surface de cellules du greffon, en particulier des cellules endothéliales. Ces molécules étant impliquées dans la présentation des antigènes, les allo-antigènes du donneur seront alors présentés de façon plus intense. Cet environnement stimulant (effet « de proximité » ou « bystander activation ») [1] ainsi que la surprésentation des alloantigènes sont favorables à l’activation des réactions allogéniques impliquées dans les rejets. De plus, de nombreuses réactions croisées sont décrites entre les antigènes viraux et les antigènes HLA et autres peptides du soi [1, 37]. Ceci suggère que l’activation des réponses cellulaires antivirales peut favoriser l’activation de réponses cellulaires allogéniques délétères pour les tissus et responsables de rejets aigus. Inversement, un épisode de rejet va localement induire un environnement inflammatoire avec des stimuli activateurs (cytokines) favorisant la réactivation de virus à l’état latent dans les cellules du greffon [35]. De plus, cet épisode de rejet sera traité par l’augmentation transitoire du traitement immunosuppresseur (bolus de corticoïdes, anticorps anti-lymphocytaire), entraînant une diminution de la surveillance immunitaire des infections et favorisant la réactivation virale [12]. 4.3. Infections virales et mise en place d’une tolérance Les infections virales constituent une autre difficulté de la transplantation. Nous avons vu leur implication dans le rejet de greffon, mais elles sont également impliquées dans la difficulté d’instaurer une tolérance. Très souvent des protocoles de tolérance d’allogreffe sont très prometteurs dans des modèles murins, mais ne donnent pas de Références [1] Adams A.B., Pearson T.C., Larsen C.P., Heterologous immunity : an overlooked barrier to tolerance, Immunological Reviews 196 (2003) 147160. [2] Akalin E., Watschinger B., Antibody-mediated rejection, Semin. Nephrol. 27 (2007) 393-407. 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Ces infections ont entraîné des réponses cellulaires mémoire antivirales difficiles à supprimer ou à anergiser : les traitements immunosuppresseurs actuels arrivent à contrôler l’activation des cellules naïves et à limiter les réactions de novo vis-à-vis des allo-antigènes. Mais il est plus difficile de bloquer les réponses mémoire, réponses plus rapides, plus efficaces et moins dépendantes des signaux de co-stimulation. C’est donc cette mémoire immunitaire qui constitue une barrière importante à l’instauration d’une tolérance du greffon [1, 37]. 5. Conclusion Il existe donc des relations complexes entre rejet et infections virales, en particulier infections à CMV qui sont les plus décrites. Les mécanismes sont aussi bien non-immunologiques qu’immunologiques. Ces derniers sont particulièrement impliqués si l’infection se développe au sein du greffon où elle peut entraîner des dommages tissulaires à court et à long terme et participer à l’altération de la fonction spécifique de l’organe. Ces dommages sont liés à la cytotoxicité des réactions antivirales, à l’activation de réactions allogéniques par réactions croisées avec les réponses antivirales, à l’activation non spécifique « de proximité » des réactions antivirales et allogéniques (environnement inflammatoire, recrutement cellulaire, cytokines). Pour une meilleure survie du greffon, il est donc essentiel de gérer simultanément les infections et les rejets afin d’obtenir une tolérance du tissu greffé allogénique et une action antivirale efficace. Les nouvelles stratégies thérapeutiques en transplantation doivent donc tenir compte des réactions immunitaires de novo mais également des réponses immunitaires mémoire, préexistantes et dirigées non seulement contre les allo-antigènes mais également contre des antigènes de l’environnement et tout particulièrement contre des virus, qui comme nous l’avons décrit, ont des interactions importantes avec les réactions allogéniques et la mise en place de la tolérance du greffon. [6] Boratynska M., Banasik M., Hałon A., Patrzałek D., Klinger M., Blood group Lewis alloantibodies cause antibody-mediated rejection in renal transplant recipients, Transplant. Proc. 39 (2007) 2711-2714. [7] Cainelli F., Vento S., Infections and solid organ transplant rejection : a cause-and-effect relationship ? Lancet Infect. Dis. 2 (2002) 539-549. 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