Protocole de désensibilisation multi-médicaments pour les candidats à la transplantation cardiaque

Les candidats à la greffe porteurs d'allo-anticorps HLA présentent un risque élevé de rejet médié par les anticorps (RAM), d'échec de greffe et de rejet aigu (1,2). En transplantation cardiaque, ces complications entraînent la mort. Le seuil d'anticorps réactifs du panel calculé à 50 %, CPRA, est choisi à partir d'une déclaration consensuelle de la Société internationale de transplantation cardiaque et pulmonaire (3). Cette valeur est certes arbitraire, mais représente un consensus d'opinion acceptée parmi les centres de transplantation cardiaque expérimentés et réputés.

Les alloanticorps qui empêchent ces patients d'être transplantés sont le résultat du système immunitaire adaptatif et de la mémoire immunologique. La mémoire immunologique est définie comme la capacité du système immunitaire à fournir une réponse plus rapide, plus forte et plus spécifique à une deuxième exposition à un antigène, lorsque l'antigène a été complètement éliminé de l'organisme après l'exposition précédente.

Il existe trois principales lignées cellulaires impliquées dans la mémoire immunologique : les lymphocytes T mémoire, les lymphocytes B mémoire et les plasmocytes, qui peuvent tous survivre une fois l'antigène éliminé (4). Les cellules B peuvent monter des réponses à la fois aux petits antigènes solubles et aux grands antigènes (5). Une fois qu'une cellule B est activée, elle peut devenir une cellule plasmatique à courte durée de vie et produire des anticorps d'immunoglobuline M (IgM), ou elle peut pénétrer dans un centre germinal où elle peut subir une hypermutation somatique avec maturation d'affinité et changement d'isotype. La cellule B peut alors se différencier en une cellule plasmatique à longue durée de vie et concourir pour une niche de la moelle osseuse ou peut devenir une cellule B mémoire (4-8).

Les cellules T mémoire peuvent durer toute une vie et peuvent recirculer entre les organes lymphoïdes secondaires (SLO) en tant que cellules T mémoire centrales (TCM) ou dans les tissus périphériques en tant que cellules T mémoire effectrices (TEM) (4,9). En rencontrant leur antigène apparenté, ils peuvent rapidement proliférer et se différencier en lymphocytes T effecteurs.

Les cellules B mémoire prolifèrent lentement et recirculent dans les SLO, y durent des décennies et il a été noté que les cellules B mémoire de la vaccine (variole) survivent pendant plus de 50 ans (9). Ils sont couramment identifiés par la présence de CD27 et lors d'une seconde provocation antigénique ; les lymphocytes B mémoire peuvent proliférer rapidement puis se différencier en de nouveaux plasmocytes (10). Ce phénomène fournit un système redondant ou "matrice" pour reconstituer les plasmocytes qui produisent des anticorps pour un antigène donné.

Les cellules plasmatiques sont des cellules hautement différenciées et spécifiques qui peuvent produire activement des alloanticorps. Il existe deux populations de plasmocytes, à vie courte et à vie longue (8). Les plasmocytes à longue durée de vie peuvent durer toute la vie et peuvent apparaître en moins d'une semaine de stimulation antigénique (6,7). Dans les biopsies au trocart des greffés rénaux, des lymphocytes B, des lymphocytes B mémoire, des plasmablastes et des plasmocytes ont tous été identifiés lors de rejets aigus (11). Les plasmocytes sont différenciés aux extrémités et ne peuvent donc pas proliférer. Dans la moelle osseuse, il existe un nombre fini de niches de survie (109) dépendant du nombre de cellules stromales présentes pour les soutenir. Les cellules plasmatiques qui ne trouvent pas de sanctuaire dans la moelle ou qui perdent leur sanctuaire ne durent que quelques jours, probablement en raison des exigences métaboliques intenses d'une cellule qui peut produire entre 10 000 et 20 000 copies d'anticorps par seconde (12). On pense actuellement que les plasmocytes n'ont pas de boucle de rétroaction négative pour supprimer leur synthèse d'anticorps. Il a été démontré que les cellules plasmatiques possèdent un récepteur FcγRIIB couplé à un motif inhibiteur à base de tyrosine immunorécepteur (ITIM) (13). Le récepteur FcγRIIB est un récepteur de faible affinité et ne peut pas se lier à l'immunoglobuline G monomère (IgG). On pense que l'homéostasie de l'immunoglobuline relève principalement de la responsabilité de la cellule endothéliale (14). Une fois qu'un anticorps est produit, les cellules endothéliales peuvent éliminer l'anticorps circulant par dégradation lysosomale ou recycler l'anticorps par un mécanisme dépendant du récepteur Fc néonatal (FcRn) dans le plasma.

Un plan réussi pour éliminer la mémoire d'une rencontre antigénique donnée doit aborder les trois systèmes séparés ou "matrices". L'élimination de la mémoire immunologique telle que les anticorps délétères pourraient être éliminés puis de nouveaux anticorps favorables créés serait une avancée significative dans les domaines de la transplantation et de l'auto-immunité. Un examen des médicaments utilisés dans IND 110875 expliquera pourquoi ce protocole peut réussir là où tous les autres ont échoué.

La globuline antithymocyte de lapin, RATG, a des propriétés anti-cellules T, et en particulier, une activité contre les antigènes de surface des cellules T mémoire, provoquant ainsi la mort des cellules T médiée par le complément dans le sang périphérique et l'apoptose dans la rate et les ganglions lymphatiques (15). Le RATG possède des anticorps anti-CD27, CD38, HLA-DR et a démontré des propriétés anti-mémoire des lymphocytes B in vitro et in vivo (15-17). La combinaison de rATG et de rituximab a diminué les cellules B positives pour CD27 de la rate chez les patients dans un essai de désensibilisation qui a autrement échoué était une observation significative (16).

Le rituximab, un anticorps monoclonal anti-CD20, a une forte activité contre les lymphocytes B et épuise les lymphocytes B dans la circulation pendant 5 à 7 mois. Mais à mesure que les lymphocytes B se différencient en plasmocytes, le marqueur de surface CD20 est régulé à la baisse, avec une perte concomitante de sensibilité au rituximab (18). Le rituximab a été utilisé dans diverses maladies auto-immunes (19,20). De nombreux anticorps ne sont pas affectés tandis que d'autres sont diminués pendant un certain temps. Les cellules plasmatiques à courte durée de vie peuvent être réduites car il n'y a pas d'approvisionnement prêt en cellules B pour les remplacer après leur courte demi-vie de trois jours. Dans une étude sur le lupus érythémateux disséminé (LES) utilisant le rituximab ; la cytométrie en flux et les études de spécificité des auto-anticorps ont révélé que les anticorps anti-Ro52 et La44 et contre la rougeole n'étaient pas diminués, mais que les anticorps anti-ADNdb et C1q diminuaient (19). La quantité globale d'immunoglobuline n'a pas changé. Les cellules plasmatiques ne sont pas affectées par les anti-CD20, de sorte que la production d'anticorps à partir de cellules plasmatiques à longue durée de vie se poursuit sans relâche. Les lymphocytes B mémoire sont CD 27+ et ont une expression variable de CD20. Une étude portant sur des candidats à une greffe de rein désensibilisant a montré que le rituximab ne diminuait pas le nombre de lymphocytes B mémoire CD27+ ou de plasmocytes dans la rate (16). Chez les patients (SLE) traités par rituximab, les cellules revenant après déplétion étaient en grande partie des lymphocytes B naïfs et les plasmablastes étaient 2,3 fois plus élevés qu'au départ (19). Alors que les lymphocytes B mémoire circulant dans le sang étaient plus faibles après le traitement par le rituximab, les lymphocytes B mémoire de la rate ne semblent pas affectés et peuvent ensuite se transformer en plasmablastes qui peuvent alors sécréter des anticorps solubles. Cette observation explique pourquoi certains anticorps vont disparaître, au moins temporairement avec le rituximab alors que d'autres non. Si l'anticorps provient principalement de plasmocytes ou de plasmablastes à courte durée de vie, le rituximab aura plus probablement un effet ; ces anticorps sont produits par des cellules à demi-vie courte et dépendent de la prolifération continue des lymphocytes B. Les anticorps produits par les plasmocytes à longue durée de vie ne sont pas affectés par le rituximab. Le rituximab n'affecte pas les lymphocytes B mémoire de la rate, ils peuvent donc reformer rapidement les plasmablastes et les plasmocytes pour reconstituer les lignées cellulaires produisant certains clones d'anticorps. Puisque les lymphocytes B mémoire peuvent devenir des plasmocytes sécrétant des anticorps, il est avantageux de les éliminer avant la transplantation chez le patient hautement sensibilisé.

Il a été démontré que la combinaison de rATG et de rituximab chez l'homme réduit les cellules B mémoire dans la rate (16). Cette découverte n'a pas encore été intégrée dans un protocole de désensibilisation ou dans un protocole de thérapies auto-immunes d'après notre revue de la littérature. Aucune autre thérapie ne réduit efficacement les cellules B mémoire chez l'homme et représente un nouvel aspect de l'IND 110875.

Aucun agent précédemment utilisé en transplantation, y compris le rATG et le rituximab, n'a la capacité d'inhiber les plasmocytes matures une fois qu'ils trouvent refuge dans la moelle osseuse, et n'a donc que peu d'effet sur la réduction de la production d'anticorps. Cependant, le bortézomib, un inhibiteur du protéasome utilisé dans le traitement du myélome multiple, a la capacité d'épuiser les plasmocytes par de nombreux mécanismes.

L'inhibition du protéasome représente une nouvelle stratégie de traitement car elle fournit un moyen d'épuiser les plasmocytes dans la moelle osseuse (21,22). Le bortézomib est approuvé pour une utilisation dans le traitement du myélome multiple et la sensibilité des cellules myélomateuses aux inhibiteurs du protéasome est proportionnelle à leurs taux de synthèse d'immunoglobulines (22). Les plasmocytes sont connus pour avoir des taux de synthèse d'immunoglobulines élevés et le traitement par le bortézomib a appauvri les plasmocytes à courte et à longue durée de vie de plus de 60 % dans la rate et de 95 % dans la moelle osseuse après 48 heures de traitement dans le modèle de souris BALB/c . Le bortézomib a activé la réponse protéique dépliée (UPR) documentée par des augmentations de l'expression des chaperons BiP et Chop qui sont des marqueurs de l'UPR. Les auteurs ont également conclu que l'inhibition tardive du facteur de transcription anti-apoptotique NF-κB contribuait également à la mort cellulaire. Dans un modèle murin de néphrite lupique (souris NZB/W F1) traité avec du bortézomib, les anticorps spécifiques à l'ADNdb ont diminué jusqu'à la gamme des souris non auto-immunes. Les concentrations sériques totales d'IgG, d'IgG2a, d'IgG3, d'IgM et d'IgA étaient toutes fortement réduites, mais les concentrations d'IgG1 et d'IgG2 n'étaient pas modifiées ou seulement légèrement modifiées (21). Les concentrations totales d'IgG n'ont pas été réduites de plus de 50 %. Les auteurs ont noté que les plasmocytes nouvellement formés pouvaient revenir 48 heures après l'injection de bortézomib. Ces résultats étayent la conclusion selon laquelle le bortézomib peut tuer les plasmocytes et avoir un effet clinique salutaire, mais les lymphocytes B mémoire ne sont pas épuisés et les plasmocytes peuvent rapidement récupérer et produire des anticorps indésirables. La capacité du bortézomib à tuer les plasmocytes non malins représente une découverte majeure avec une efficacité thérapeutique potentielle dans la transplantation et les maladies auto-immunes, mais en soi est incapable de réductions durables des anticorps. La découverte clinique de réductions variables des taux d'anticorps avec le bortézomib peut s'expliquer à partir de ces découvertes dans la littérature scientifique fondamentale.

Le bortézomib a été utilisé comme stratégie de sauvetage pour le traitement du rejet médié par les anticorps réfractaires (23-25). Une étude in vitro a révélé que le bortézomib était capable d'induire l'apoptose dans les plasmocytes aspirés de receveurs de greffe rénale alors que le rATG, le rituximab et l'IgIV n'ont pas réussi à provoquer l'apoptose (25). Il a été démontré que le traitement par le bortézomib à des concentrations qui bloquaient la production d'anticorps in vitro diminuait significativement l'activité peptidase de type chymotrypsine du protéasome 20S. Deux patients ont subi des biopsies de la moelle osseuse lors d'un rejet humoral aigu, une semaine après le bortézomib et un an plus tard, ce qui a révélé que le nombre total d'allospécificités des plasmocytes avait diminué, tout comme le pourcentage total de plasmocytes (25). Tous les anticorps n'ont pas été réduits par le bortézomib chez ces deux patients et les taux d'IgG totaux sont restés inchangés, mais cette étude a montré que le bortézomib pouvait réduire les plasmocytes dans la moelle osseuse.

Le bortézomib est indiqué pour le myélome multiple dans lequel les plasmocytes malins sont très agressifs dans la production d'anticorps. Plus la lignée cellulaire de myélome est productive pour fabriquer des anticorps, plus elle est sensible à l'inhibition du protéasome (22). La littérature ci-dessus sur les plasmocytes non malins révèle également qu'ils sont sensibles à l'inhibition du protéasome avec le bortézomib, mais dans un certain nombre d'études, certaines fractions d'immunoglobuline n'ont pas diminué et les quantités globales d'immunoglobuline sont restées inchangées. Peut-être que les plasmocytes ne sont pas aussi métaboliquement actifs que leurs homologues malins. Il existe certaines preuves que les plasmocytes pourraient être capables de diminuer leur synthèse d'immunoglobulines, ce qui les rendrait moins sensibles à l'inhibition du protéasome (26). Un réexamen de l'homéostasie des immunoglobulines révèle une thérapie potentielle pour augmenter la sensibilité au bortézomib.

L'homéostasie des immunoglobulines est largement ressentie comme le résultat de la production de plasmocytes, puis du recyclage médié par le FcRn dans les cellules endothéliales. L'anticorps qui ne se combine pas avec le FcRn dans l'endosome de la cellule endothéliale est ensuite dégradé tandis que l'anticorps qui se combine est recyclé vers l'espace interstitiel (27). Le concept selon lequel l'IgG n'a pas de boucle de rétroaction négative vers la cellule plasmatique est étayé par des données chez l'animal expérimental et chez l'homme (28,29). Cependant, les cliniciens observent des patients qui « rebondissent » après la plasmaphérèse avec des niveaux d'anticorps qui étaient tout aussi élevés ou plus élevés qu'avant la plasmaphérèse, ce qui a conduit à la conclusion qu'il existait une boucle de rétroaction négative (30,31). Le phénomène de rebond a été expliqué comme le retour d'anticorps de la périphérie et un recyclage accru par les récepteurs FcRn (28). La régulation de la synthèse des protéines dans la cellule plasmatique a reçu une nouvelle attention et est contrôlée par un système complexe de boucles de rétroaction impliquant le stress du réticulum endoplasmique et la signalisation mTOR (32).

Des enquêtes récentes sur le mécanisme de la fonction de l'immunoglobuline intraveineuse, IVIG, offrent un aperçu supplémentaire de l'explication possible d'une boucle de rétroaction négative vers les plasmocytes. On pense que les IVIG dans la littérature clinique fonctionnent par un certain nombre de voies, y compris les anticorps anti-idiotypiques, l'inhibition de l'activation du gène des cytokines, l'activité des récepteurs anti-cellules T, l'activité anti-CD4, la stimulation des antagonistes des récepteurs des cytokines, l'inhibition de l'activité du complément et la médiation Fc. interactions avec les cellules présentatrices d'antigène pour bloquer l'activation des lymphocytes T (33). Des travaux récents révèlent que ces mécanismes sont peut-être erronés. Des études chez des enfants atteints de PTI en 1993 ont révélé que la perfusion de fragments Fc fournissait les propriétés anti-inflammatoires (34). Les propriétés anti-inflammatoires des IVIG peuvent maintenant être attribuées à la sialylation Fc des IgG (35-37). Les immunoglobulines sont des glycoprotéines et un seul glycane lié à N se trouve à Asn297 dans le domaine Fc. Ce glycane complexe lié de manière covalente est composé d'un heptapolysaccharide biantennaire contenant de la N-acétylglucosamine et du mannose et de deux résidus terminaux d'acide sialique (35). D'autres modifications de cette structure glucidique sont courantes et plus de 30 glycanes différents ont été identifiés sur ce site unique et la glycosylation des IgG est obligatoire pour la liaison du FcγR. L'activité anti-inflammatoire totale des IgIV dépend de la sialylation des fragments IgG Fc et celle-ci ne représente que 5% du pool d'IgG. La faible quantité d'IgG sialylée dans les IgIV explique pourquoi de fortes doses sont nécessaires pour ses effets anti-inflammatoires alors que des doses beaucoup plus faibles sont nécessaires pour traiter l'hypogammaglobulinémie. La plasmaphérèse, en diminuant les IgG sialylées, peut entraîner une régulation à la hausse de la synthèse d'anticorps dans les plasmocytes et les rendre plus sensibles au bortézomib.

Le patient index traité avec un protocole similaire à celui-ci, le patient avait une suppression effective (< 5000MFI) de tous ses anticorps détectés par LABScreen, y compris les anticorps de classe II qui auparavant étaient difficiles à éliminer. En utilisant les critères beaucoup plus stricts de < 1 000 MFI, le patient index n'avait plus qu'un seul anticorps restant sur 1 000 à la fin des 3 cycles de la phase de traitement par le bortézomib. Le patient était unique parmi les rapports de cas de thérapies pour le rejet médié par les anticorps et la thérapie de désensibilisation en ce que tous les anticorps du patient ont considérablement diminué et la quantité totale d'anticorps solubles a diminué au point où le patient a eu besoin d'IgIV pour la thérapie de remplacement. Si ce résultat est reproductible et que le protocole a une sécurité suffisante, alors ces résultats pourraient avoir des ramifications importantes dans les domaines de la transplantation et des maladies auto-immunes. Les maladies médiées par les auto-anticorps peuvent maintenant avoir un potentiel de guérison si la mémoire immunologique des épitopes incitatifs est effacée.

Il est impossible d'étudier ces médicaments dans la méthodologie habituelle d'un médicament à la fois étant donné la nature redondante de la mémoire immunologique. Le risque potentiel du protocole n'est acceptable qu'en raison de la nécessité de développer une thérapie efficace pour une situation potentiellement mortelle. Ce protocole est conforme aux critères élucidés par la FDA dans le récent article du New England Journal of Medicine, "Development of Novel Combination Therapies" (38). L'article décrit principalement les combinaisons thérapeutiques pour les essais sur le cancer ; cependant, les composantes thématiques du document s'appliquent à IND 110875.