Immunologie des greffes

Lors d’une transplantation d’organes, plusieurs récepteurs de l’immunité innée vont être impliqués dans la mise en place de l’immunité. L’activation, ou non de ces récepteurs, associés à une cascade d’activation, va déterminer le rejet ou la tolérance du greffon par l’individu^{[1][réf. incomplète]}.

On peut séparer les récepteurs de l’immunité innée en deux catégories. La première concerne les récepteurs cellulaires, ou récepteurs membranaires.

Les TLR ou Toll Like Receptors sont des récepteurs présents à la surface des Lymphocytes B, Lymphocytes T, Mastocytes, cellules NK (Natural Killer), polynucléaires neutrophiles ainsi que sur les cellules endothéliales, épithéliales et parenchymateuses. Ces récepteurs, vont être capable de reconnaître des ligands exogènes (ou PAMPs) ainsi que des ligands endogènes (ou DAMPs) de type HSP, HMGB1, héparanes, fragments d’acide hyaluronique… à ce jour, 10 TLR ont été identifiés chez l’Homme. Leur rôle est primordial. En effet, lors d’une transplantation, des ligands endogènes (DAMPs) et quelquefois exogènes (PAMPs) sont libérés au cours de phénomènes dits d’ischémie-reperfusion (lorsqu’un vaisseau voit sa circulation interrompue). Ces ligands en se fixant sur les TLR vont déclencher une réponse inflammatoire innée mais vont également déclencher un effet adjuvant.

Outre les récepteurs TLR, occupant une place essentielle dans la réaction immunitaire innée, on trouve également d’autres types de récepteurs membranaires.

Les récepteurs RAGE (Advanced Glycation End-Products Receptors) sont des récepteurs trans-membranaires associés à des maladies inflammatoires chroniques. Ils sont présents sur de nombreuses cellules parenchymateuses et hématopoïétiques. L’activation de ces récepteurs peut être impliquée dans les rejets d’allogreffes (cardiaques notamment).

Les récepteurs NLR sont des protéines cytoplasmiques. Ils sont impliqués dans la reconnaissance du peptidoglycane (paroi bactérienne) et la reconnaissance de protéines de stress cellulaires.

En plus des récepteurs cellulaires, on trouve également des récepteurs solubles de l’immunité innée, qui exercent également un rôle important dans la réaction immunitaire.

Le système du complément regroupe 35 protéines et dont l’activation induit directement une réaction immunitaire innée. Ces protéines, issues d’une cascade d’activation entraîne une réaction inflammatoire avec un seul but : la destruction des éléments identifiés comme pathogènes. Ces protéines sont principalement impliquées dans les rejets de type hyper aigu. Le mécanisme d’action repose sur la présence d’anticorps anti-donneur à l’intérieur du greffon. Lors de la re-perfusion de l’organe, on va observer une activation du système du complément par activation des cellules de l’endothélium vasculaire. Ceci entraîne donc une destruction des cellules du greffon, entraînant l’apparition de thrombus à l’intérieur de l’organe transplanté.

Les collectines sont des protéines impliquées dans les mécanismes d’opsonisation bactériennes, la sécrétion de cytokines pro-inflammatoires et la production de radicaux libres par les phagocytes. À ce jour, 8 collectines sont connues chez l’Homme.

La réaction immunitaire lors d’une transplantation débute immédiatement après la greffe. En effet, le prélèvement de l’organe, le transport éventuel, l’intervention chirurgicale en elle-même, associée aux phénomènes d’ischémie-reperfusion, va entraîner des lésions tissulaires, ce qui va induire un stress des cellules de l’organe. Il va en résulter une libération de molécules endogène et exogènes, qui vont activer les TLR.

Dans le même temps, les signaux de dangers libérés par les cellules du greffon vont induire une activation des cellules dendritiques. Les CPA vont effectuer des allers-retours entre l’organe nouvellement greffé et les ganglions du receveur. Ces allers-retours seront à l’origine de la mise en place de la réaction immunitaire adaptative. Les Macrophages sont chargés de reconnaître les bactéries ainsi que les toxines microbiennes. Le mécanisme immunitaire, en tout point identique à une réaction immunitaire innée classique, sera à l’origine d’une mise en place progressive d’une réaction immunitaire adaptative.

Le système HLA ou Human Leucocyte Antigen est certainement le système impliqué dans l’immunité des greffes, ayant le plus d’importance à l’échelle humaine. Partie du CMH (Complexe Majeur d’Histocompatibilité) localisée sur le bras court du chromosome 6, il permet la reconnaissance des antigènes peptidiques, permettant ainsi de différencier les cellules du soi, de celles du non soi. On peut distinguer deux classes de HLA :

• HLA de classe I, concerne toutes les cellules nucléées ainsi que les plaquettes. Il permet de prévenir toute modification à la surface des cellules
• HLA de classe II, concerne uniquement les cellules présentatrices d’antigènes (CPA) et permet de prévenir toute intrusion.

Le polymorphisme des molécules du HLA est tellement important qu’il pose problème en cas de greffe. Les cellules du greffon sont alors reconnues comme appartenant au non soi. Le greffon est reconnu comme étranger au corps humain. Ceci va donc déclencher une réaction immunitaire adaptative, à l’origine des rejets de type allogreffes.

Les cellules dendritiques ou CPA professionnelles font partie des cellules clés de la mise en place d’une réaction immunitaire spécifique. En effectuant des allers retours entre le greffon et les ganglions, les cellules dendritiques vont permettre l’activation des lymphocytes T par présentation de l’antigène spécifique au LT à l’intérieur du CMH. Les lymphocytes T vont reconnaître l’antigène par l’intermédiaire du récepteur TCR. L’action finale des lymphocytes T se résumera à une destruction des cellules du greffon. Les cellules dendritiques peuvent également provoquer l’activation des lymphocytes B grâce aux molécules d’activation BAFF et APRIL qui interagissent avec des récepteurs à la surface des Lymphocytes B. Dans le même temps, les lymphocytes B vont reconnaître l’antigène pour lequel ils sont spécifiques sous sa forme native (soluble ou fixé à la surface d’une CPA). La différenciation des lymphocytes B en plasmocytes permettra la production d’anticorps dirigés contre les cellules du greffon, à l’origine de la formation de complexes immuns. Les complexes immuns seront ensuite éliminés par les cellules phagocytaires.

Comme dans tout type de réaction immunitaire, on pourra observer la mise en place d’une réaction immunitaire innée. Mise en place par l’activation des récepteurs membranaires et solubles au niveau du greffon, lors des phénomènes d’ischémie-reperfusion, l’immunité innée va, d’une part, favoriser l’activation des CPA impliquées dans le phénomène d’immunité adaptative, et d’autre part, permet de favoriser les phénomènes phagocytaires au niveau du greffon. Les CPA vont ensuite activer les cellules effectrices de l’immunité adaptative, notamment les lymphocytes B/T, qui entraîneront, à terme, la destruction du greffon, qui se traduira par un rejet de la greffe.

Une greffe n’est pas toujours acceptée par l’organisme receveur^[2]. Il existe des rejets de première intention ou des rejets de seconde intention^{[3][réf. incomplète]}.

Il existe différents tests permettant de déterminer la compatibilité du donneur et du receveur afin d’éviter les différents rejets de greffe.

Les anticorps acquis reconnaissent notamment des déterminants du CMH (complexe majeur d’histocompatibilité), anticorps anti-HLA (Human Leukocyte Antigen) chez l’homme. De nos jours, ce type de rejet est évité dans la majorité des cas par l’analyse des compatibilités HLA entre le donneur et le receveur.

Deux phases sont à prendre en compte dans un rejet de greffe :

• sensibilisation des polynucléaires neutrophiles (leucocytes de la phagocytose)
• destruction du tissu greffé.

Les polynucléaires neutrophiles vont attaquer les antigènes du donneur entraînant la phase effectrice (destruction). Le rejet hyper aigu se traduit par une thrombose des vaisseaux à la suite d'une stimulation des cellules endothéliales qui vont sécréter du facteur von Willebrand, responsable de l’adhésion, activation et agrégation plaquettaire.

Étapes principales d’un rejet hyper aigu :

1. Les anticorps préexistants chez l’hôte (receveur) sont transportés dans l’organe greffé
2. Ils se lient aux antigènes du donneur et activent le système du Complément
3. Le système du Complément active les polynucléaires neutrophiles qui libèrent des enzymes lytiques
4. Les enzymes lytiques détruisent les cellules endothéliales
5. Les plaquettes adhèrent au tissu lésé, provoquent la coagulation et le blocage vasculaire.

Le rejet hyper aigu concerne les organes solides et est généralement dû à ces anticorps préformés, interférant avec les antigènes du greffon, induisant une réaction inflammatoire (apparition des polynucléaires neutrophiles) et une thrombose (forte coagulation)^[4].

Ce type de rejet a lieu environ une semaine après la mise en place du greffon. Il est causé par le développement de réponses cellulaires et humorales hautement spécifiques. La survie du greffon est en jeu, la prise d’immunosuppresseurs devient indispensable. Sans ces médicaments, le tissu greffé est alors envahi de lymphocytes T CD4+ et T CD8+ du patient (et autres leucocytes) qui généreront sa destruction. Il existe deux types de rejet aigu, selon les leucocytes impliqués. Les lymphocytes T activés correspondent à un rejet cellulaire aigu. Les lymphocytes B activés génèrent le rejet humoral aigu. Le rejet aigu d’une allogreffe survient en l’absence d’immunisation antérieure^[4].

Le rejet chronique est le plus redouté. Il survient des semaines, mois ou années après l’intervention et la mise en place du greffon. Ce dernier n’a alors pas subi de rejet hyper aigu ou aigu et se trouve alors dans une phase de quiétude où les fonctions du greffon apparaissent physiologiques mais où peut survenir le rejet chronique^[5].

Ce type de rejet correspond à une occlusion lente et constante des artères, veines et vaisseaux du tissu greffé. Cette occlusion est très souvent compensée par des phénomènes physiologique qui ne permettent pas de déceler le problème jusqu’à l’atteinte d’un point critique où l’occlusion entraîne chez le patient greffé, une ischémie induisant la nécrose du tissu.

Il s’agit d’un type de rejet particulier puisqu’il ne s’agit de l’organisme de l’hôte qui rejette le greffon mais le contraire. On parle de GVHD (« Graft-Versus-Host Disease ») : ce sont d’importantes réactions inflammatoires dont les symptômes sont des éruptions cutanées, des diarrhées et des inflammations pulmonaires. Ces réactions sont dues à des lymphocytes T matures toujours présents dans la moelle du donneur au moment de la greffe et qui vont être capables de s’activer contre les CMH du receveur.

Une élimination préalable des lymphocytes T du donneur et la prise d’immunosuppresseurs pour le receveur pendant une courte période après la greffe, permettront d’éviter l’apparition d’une complication commune à la greffe de moelle osseuse telle que la GVHD.

Une greffe est une intégration de tissus sans anastomoses vasculaires donc qui ne nécessite pas de relier des vaisseaux. Une greffe syngénique c’est lorsque donneur et receveur sont génétiquement identiques. Une greffe allogénique c’est quand donneur et receveur sont génétiquement différents mais qui appartiennent à la même espèce. Une greffe xénogénique c’est quand donneur et receveur appartiennent à deux espèces différentes.

Ces greffes peuvent amener à certaines complications. En effet dans les greffes allogéniques, on peut voir des complications chirurgicales comme des rejets aigus ou chroniques qui peuvent amener à une immunosuppression et par la suite à des infections, cancers, des complications vasculaires qui peuvent passer par des complications métaboliques… Les greffes syngéniques, peuvent elles, survenir, à la suite de complications chirurgicales et donc amener ici aussi à une récidive des problèmes, de la maladie initiale. Cette greffe ne peut se faire qu’entre jumeaux homozygotes, qui sont les seuls, par définition à être génétiquement identiques.

Les rejets sont classés dans 4 catégories : le rejet hyper-aigu immédiat, le rejet hyper-aigu retardé, le rejet aigu, et le rejet chronique^[6].