Cursul 17 - Imunologie - Prof. Dr. Ileana Constantinescu CURSUL 17:TRANSPLANTUL Fenomenul de rejet in transplant Compatibilitatea tisulara Legile transplantului Antigene (alele) de histocompatibilitate Boala grefa contra gazda Mediatori ai rejetului Parametrii care influenteaza succesul transplantului Toleranța imunologică Cursul 17 - Imunologie - Prof. Dr. Ileana Constantinescu

Fenomenul de rejet in transplant Respingerea transplantului este reprezentata de insuficienta functionala a grefei ca rezultat al interactiunii anticorpilor și celulelor primitorului îndreptate împotriva celulelor donatorului. Acest fenomen mediat imunologic se numeste rejet. Transplantul, avand ca scop înlocuirea unui organ bolnav cu un organ de la un donator sănătos, reprezintă o practica a medicinii moderne, iar intelegerea aspectelor imunologiei de transplant este in continuă dezvoltare. COMPATIBILITATEA TISULARA Conceptul de compatibilitate tisulara (nevoia ca donatorul si primitorul sa fie compatibili pentru transplant) este principiul de baza in imunologia transplantului. Intr-o serie de studii care au implicat transplatul de tumori si mai tarziu de grefe de piele intre soareci, s-a dovedit a fi evident ca succesul transplantului de tesuturi depinde de similitudinea genetica a donatorului si primitorului. Tesuturile transplantate intre animale identice genetic, sunt conoscute sub numele de transplanturi singeneice sau izogrefe si sunt practic intotdeauna acceptate. In mod contrar, transplantul realizat intre doi subiecti apartinand aceleiasi specii dar care nu sunt identici dpdv genetic, poarta numele de transplant alogenic sau alogrefa, care invariabil sunt supuse respingerii. Transplantul intre un donator si un primitor care apartin unor specii diferite sunt cunoscute ca transplanturi xenogene sau xenogrefe si sunt respinse foarte repede si violent. Transplanturile alogene sau alogrefele poarta antigene de histocompatibilitate majore si minore alogenice sau straine; Transplanturile singeneice sau izografturile poarta antigene de histocompatibilitate majore si minore identice genetic sau “self”. Cursul 17 - Imunologie- Prof. Dr. Ileana Constantinescu

Cursul 17 - Immunologie - Prof. Dr. Ileana Constantinescu Tipuri de transplant Transplant de organe solide (rinichi, ficat, cord, cord-plaman, pancreas, pancreas-rinichi, cornee, intestin subtire, tesuturi compozite-piele). Transplant de celule: Celule stem hematopoietice periferice Celule pancreatice Cursul 17 - Immunologie - Prof. Dr. Ileana Constantinescu

Cursul 17 - Imunologie - Prof. Dr. Ileana Constantinescu TIPURI DE TRANSPLANT TRANSPLANT GREFA DONATOR/RECEPTOR Singeneic Izogrefa Identic genetic (gemeni identici) Alogeneic Alogrefa Membrii ale aceleiasi specii neidentici genetic Xenogeneic Xenogrefa Apartine unor specii diferite Cursul 17 - Imunologie - Prof. Dr. Ileana Constantinescu

Cursul 17 - Imunologie - Prof. Dr. Ileana Constantinescu LEGILE TRANSPLANTULUI Legile transplantului sunt după cum urmează: Transplantele sunt acceptate între membrii apartinand aceleiasi specii genetice (haplotip) care sunt identice genetic (gemeni identici). Transplantele sunt respinse între membrii cu haplotip diferit care sunt neidentice genetic. Transplantele sunt acceptate de haplotipul părintesc de tip A sau B la un tip F, reprezentat de descendentii de tip (AXB). Cursul 17 - Imunologie - Prof. Dr. Ileana Constantinescu

ANTIGENELE (ALELELE) DE HISTOCOMPATIBILITATE În ceea ce privește histocompatibilitatea între donatorul și primitorul de transplant, observatii timpurii asupra evoluției transplantului au condus la identificarea unui set de gene a cărei expresie codominanta provoacă reacții de respingere în cazul transplanturilor alogenice. Acest set de gene este caracterizat ca fiind complexul major de histocompatibilitate sau MHC. Este important să realizăm că există multe antigene țintă în caz de respingere a grefei. MHC reprezintă setul cel mai critic de gene care codifică astfel de antigene de suprafață celulară; cu toate acestea, mai multe locusuri genetice sau zone ale MHC au fost cartografiate și definite. Mai mult decât atât, un alt set de gene, care codifică antigenele minore de histocompatibilitate, poate juca un rol foarte important în rezultatul transplantului. Aceste gene au fost mai puțin bine caracterizate, comparativ cu cele codate de MHC și, în general, sunt considerate a juca un rol mai putin important în evenimentele de rejet ale grefei. Pentru ca o grefa sa fie acceptata, primitorul si donatorul trebuie sa aibe aceeasi configuratie HLA (MHC). Cursul 17 – Imunologie - Prof. Dr. Ileana Constantinescu

Cursul 17 - Imunologie - Prof. Dr. Ileana Constantinescu Tipurile de rejet REJET APARITIA SI DURATA POSTTRANSPLANT MECANISM GREFA Hiperacut Minute pana la ore Anticorpi preformati Xenogrefa retransplant Acut Zile Mediat celular Alogrefa cu disparitate MHC Cronic Luni/Ani Anticorpi si/sau mediat celular Alogrefa cu disparitate minima a antigenelor MHC Cursul 17 - Imunologie - Prof. Dr. Ileana Constantinescu

MEDIATORI AI REJETULUI SI ANTICORPII ANTI-HLA Anticorpii specifici fata de antigenele MHC ale celulelor grefei pot fi stimulati cu ajutorul celulelor T CD4 + generate ca răspuns fata de moleculele MHC clasa II ale grefei. În prezența complementului, acești anticorpi anti grefa sunt capabili să lizeze (distruga) celulele țintă ale grefei. In cazul distrugerii grefei mediate celular, pot fi luate in considerare doua scenarii: - În primul rând, moleculele MHC clasa II ale grefei straine stimuleaza celulele gazdă T-helper pentru a oferi "ajutor" pentru a găzdui celulele citotoxice T CD8 +, care apoi pot exercita o acțiune litică directa prin recunoașterea moleculelor MHC de clasa I. Alternativ, stimularea celulelor T helper ale gazdei pot fi de ajutor macrofagelor într-o manieră MHC-independenta pentru a produce molecule capabile de distrugerea celulelor grefei. Respingerea grefei a ajuns să fie considerată ca fiind în mare măsură mediată celular, limfocitele T vor distruge grefa. Distrugerea grefei mediată de anticorpii anti-HLA, este un fenomen de respingere (rejet) hiperacută. În cazul retransplantului, receptorul transplantat anterior este retransplantat din cauza unor defecțiuni primare ale grefei, și prin întâlnirea cu antigenele alogrefei straine, la care gazda a fost expusa anterior, sistemul imunitar al gazdei generează un răspuns de respingere hiperacută. Acest răspuns este format din anticorpi citotoxici preformati în timpul primei întâlniri a gazdei cu antigenele grefei. Cursul 17 - Imunologie - Prof. Dr. Ileana Constantinescu

Raspunsul primar la rejet APC – celule prezentatoare de antigen DTH – hipersensibilitate de tip intarziat MHC – sistemul major de jistocompatibilitate Curs 17- Imunologie - Prof. Dr. Ileana Constantinescu

Cursul 17 - Imunologie - Prof. Dr. Ileana Constantinescu

BOALA GREFA CONTRA GAZDA Aceasta boala apare atunci când o grefă străină imunologic care conține celule T imunocompetente reacționează împotriva antigenelor MHC ale unei gazde compromise imunologic. În general, preocupările cu privire la rezultatul transplantului evolueaza intr-un singur sens, și anume potențialul sistemului imunitar al donatorului transplantat pentru a respinge un transplant. O inversare interesantă de direcție a răspunsului imun are loc, totuși, atunci când celulele imunocompetente (celule splenice) sunt transplantate la o gazdă al cărui sistem imunitar nu funcționează corect (iradiate) și este, prin urmare, imunosupresat. Astfel apare un fenomen cunoscut sub numele de boala grefă contra gazdă, în cazul în care grefa imunocompetenta conduce un atac imunologic împotriva gazdei, uneori cu consecințe fatale. Boala grefei contra gazda este, prin urmare, de interes special în cazurile de transplant de măduvă osoasă, în cazul în care celulele imunocompetente T în țesutul grefat pot direcționa un răspuns de respingere a grefei pe suprafața celulelor antigenelor MHC fata de un beneficiar frecvent imunocompromis sau gazdă. Cursul 17 - Imunologie - Prof. Dr. Ileana Constantinescu

Parametrii care influenteaza succesul transplantului Mai mulți factori afectează rezultatul transplantului de țesut, în special gradul de histocompatibilitate între donator și primitor. Tiparea tisulara este identificarea tipului MHC al donatorului și receptorului pentru a optimiza similitudina genetică sau match-ul înainte de transplant. Este foarte important ca anamneza imunologica sa fie facuta si sa stim daca receptorul a avut antecedente imunizante inainte de transplant. Evenimente ca transfuzia, sarcinile, avorturile ca si transplanturile anterioare reprezinta un pericol pentru transplantul de succes. De o importanță critică pentru succesul transplantului este gradul de prezervare a tesutului sau organului înaintea grefarii. Timpul de ischemie, definit ca timpul în care donatorul de organe a fost privat de aprovizionarea cu sânge propriu, afecteaza drastic rezultatul transplantului și ar trebui să fie redus la minimum. Timpul de ischemie este deosebit de important pentru buna funcționare a rinichilor, inimii si ficatului, în cazul în care conservarea de organe este o problemă. În cazul donatorilor de rinichi cadavru, daca timpul de ischemie și păstrarea organului pe termen lung afectează viabilitatea transplantului. Interesant, există câteva locuri in organism (sistemul nervos central, ale tractului de reproducere), care sunt considerate relativ "imun privilegiate" în ceea ce privește vulnerabilitatea lor la un răspuns imun. Aceste zone ale corpului sunt în general, lipsite de drenaj limfatic și exprima câteva antigene MHC fiind slab imunogene. Cursul 17 - Imunologie- Prof. Dr. Ileana Constantinescu

Cursul 17 - Imunologie - Prof. Dr. Ileana Constantinescu IMUNOSUPRESIA Imunosupresia este foarte importanta nu numai in ceea ce priveste selectia receptorului, dar este legata si de ingrijirea si managementul pe termen lung al receptorului posttransplant. Deoarece rejetul grefei este provocat de un răspuns imun din partea gazdei, este de dorit ca receptorul transplantului sa fie intr-o stare de imunodepresie. Imunosupresia receptorului de transplant se încadrează în una din cele două categorii, fie suprimarea raspunsului imunologic adresat în mod special spre antigenul donatorului sau nespecific, rezultând în imunosupresia generala a receptorului. Cursul 17 - Imunologie - Prof. Dr. Ileana Constantinescu

Tipuri de imunosupresie ANTIGEN NESPECIFICA ANTIGEN SPECIFICA Iradiere limfatica Anti-anticorpi de grefa Globuline anti-limfocite Anti-TCR anticorpi Medicamente antimetabolice Azatioprina Toleranta Steroizi-prednison Medicamente imunosupresoare Ciclosporina Tacrolimus Sirolimus Supresia IL2R Cursul 17 - Imunologie - Prof. Dr. Ileana Constantinescu

Cursul 17 - Imunologie - Prof. Dr. Ileana Constantinescu Abordări mai frecvente pentru distrugerea sistemului imunitar al primitorului transplantului au inclus utilizarea de globuline anti-limfocite, cum ar fi OKT-3, îndreptate împotriva componentei receptorului CD3 a celulei T umane, care servește pentru a inhiba medierea raspunsului celulelor T. Medicamente antimetaboliți, cum ar fi azatioprina, inhibă sinteza nucleotidelor și ca rezultat suprimarea capacității proliferative a celulelor diviziune rapida, cum ar fi limfocitele pentru a participa la un răspuns imun. Astfel de medicamente sunt frecvent utilizate în combinație cu steroizii, cum ar fi prednison, care sunt în mare măsură imunosupresoare prin inhibarea funcției limfocitelor, precum și un medicament numit ciclosporină A, Tacrolimus (FK506), care inhibă în special expresia celulelor T secretoare de molecule de citokine. Un regim triplu constând din micofenolat mofetil (MMF), prednison si ciclosporină A/Tacrolimus este frecvent utilizat post-transplant pentru a gestiona transplantul de rinichi si inima. Astfel de măsuri imunosupresoare eficiente, datorită impactului lor asupra sistemului imunitar al gazdei, precum si efectele secundare frecvente, au ridicat problema identificarii mijloacelor de suprimare a raspunsului de respingere a transplantului într-un mod antigen specific. Se speră că astfel de mijloace specifice de imunosupresie a antigenului, deși încă în fază incipientă, vor avea un impact mai puțin asupra sistemului imun al gazdei și vor duce la mai putine efecte secundare asociate utilizarii mai multor medicamente. Imunosupresia antigen specifica ar fi extrem de valoroasa in reducerea drastica a fenomenelor adverse ale medicatiei imunosupresoare nespecifice care se administreaza actualmente. Un antigen specific, încă în fază experimentală de studiu, este utilizarea de anti-receptor de celule T (TCR). Cursul 17 - Imunologie - Prof. Dr. Ileana Constantinescu

Cursul 17 - Imunologie - Prof. Ileana Constantinescu Structuri ale receptorului celulei T - CD3 (TCR-CD3) exprimat pe suprafața celulară a celulelor T α,β. Lanțurile α,β ale TCR formează situsul de legare peptide antigenice, în timp ce complexul CD3 functioneaza drept componenta a semnalului de transductie. Legăturile disulfurice sunt prezente între lanțuri α si β ale TCR și între două lanțuri CD3. Cursul 17 - Imunologie - Prof. Ileana Constantinescu

Cursul 17 - Imunologie - Prof. Dr. Ileana Constantinescu Acest tip de terapie presupune o cunoașterea detaliată nu numai a tipajului alelic HLA exprimat la nivelul fiecarei grefei, dar si potrivirea alelica HLA cu receptorul-gazda, astfel incat sa avem o imagine completa de prevenire a unui eventual rejet acut post-transplant. Ar fi de dorit ca prin flow-citometrie sa avem si imaginea populatiilor de celule T din cadrul răspunsului imun al gazdei. Terapia cu anticorpi, antigen-specifici sau nespecifici, necesită de obicei administrare cronică. Cursul 17 - Imunologie - Prof. Dr. Ileana Constantinescu

Cursul 17 – Imunologie - Prof. Dr. Ileana Constantinescu În fața acestor dificultăți terapeutice, o strategie care vizează inducerea imunosupresiei specifice antigenului donatorului este conceptul de toleranță. Toleranța la antigene se formeaza foarte devreme în viață, în timpul dezvoltării fetale și neonatale. Auto-toleranta sau toleranța centrala este în principal determinata de eliminarea clonelor de celule T potențial auto-reactive in timpul dezvoltarii timusului. Selecția negativă în timus este caracterizata prin moartea celulelor programate printr-un proces denumit deletie clonală. Toleranța fata de aloantigenele potentialilor donatori, ridică problema cum se poate obține toleranța în transplant a primitorului. Aspecte legate de modul de a stabili toleranta periferica constituie baza a numeroase studii experimentale în domeniul transplantului și autoimunitatii. In curs de investigare sunt doze de antigen necesare pentru a induce toleranța în funcție de dozele relative de antigen necesare pentru a realiza aceasta. Calea de administrare și dozare de antigen, conform observațiilor experimentale obtinute pana in prezent au indicat că toleranta la antigenele MHC ale donatorului pot fi stabilite printr-o combinație de suprimare activa a răspunsului și / sau incapacitatea de a răspunde la antigenele străine ale destinatarului, raspuns mediat imun de celulele T. Cursul 17 – Imunologie - Prof. Dr. Ileana Constantinescu

Course 15 - Immunology - Prof. Dr. Ileana Constantinescu

Algoritmul testarii in transplantul de organ solid si medular Algoritm de testare HLA pentru transplant de organ solid: HLA A HLA B HLA C test rezolutie joasa PCR, 2 grade de HLA DRB1 rezolutie HLA DQB1 Algoritm de testare HLA pentru transplantul medular: HLA C test rezolutie inalta PCR, 4 grade de rezolutie HLA DRB1 SBT – 8 grade de rezolutie HLA DPB1 Anticorpi anti-HLA: screening si identificare (ELISA, Luminex) Cross-match: (ELISA, Luminex) Curs 17 - Imunologie- Prof. Dr. Ileana Constantinescu

Interpretarea rezultatelor Primitor Donator HLA A 01-24 A 02-24 B 18-38 B 18-44 C 07-14 C 02-07 DRB1 11-14 DRB1 11-13 DQB1 02-05 DQB1 01-05 Cursul 17 – Imunologie - Prof. Dr. Ileana Constantinescu

Interpretarea rezultatelor Primitor Donator HLA A 02 A 02-03 B 44 B 07-44 C 03 C 01-03 DRB1 11 DRB1 04-11 DQB1 05 DQB1 03-05 Cursul 17 – Imunologie - Prof. Dr. Ileana Constantinescu

Interpretarea rezultatelor Primitor Donator HLA A 01- 68 A 02 - 03 B 07- 44 B 07- 40 C 03 - 07 C 03 DRB1 11 -13 DRB1 10 - 11 DQB1 02 - 05 DQB1 02 - 06 Cursul 17 – Imunologie - Prof. Dr. Ileana Constantinescu

Interpretarea rezultatelor Primitor Donator HLA A 01- 68 A 01 - 03 B 35- 44 B 07- 18 C 08 - 12 C 08 - 15 DRB1 11 -13 DRB1 11 - 15 DQB1 03 - 06 DQB1 03 - 05 Cursul 17 – Imunologie - Prof. Dr. Ileana Constantinescu

Interpretarea rezultatelor Primitor Donator HLA A 02:01-03:01 B 07:01-40:01 C 01:01-03:01 DRB1 04:01-10:01 DQB1 03:01-07:01 DPB1 01:01-03:01 Cursul 17 – Imunologie - Prof. Dr. Ileana Constantinescu

www.efiweb.eu/ European Specialisation in Histocompatibility & Immunogenetics (ESHI) www. efiweb.eu/resources/eshi-diploma-and-meeting-forms.html