Kliniczne aspekty przeszczepiania narządów Rafał Pawliczak

Historia transplantologii 1902 Alexis Carrel opracowuje metodę szycia naczyń 1902 Albert – autoprzeszczep nerki u psa 1905 przeszczep rogówki 1918 wprowadzenie transfuzji krwi 1954 Murray i Hume w Bostonie, przeszczepiają nerkę od bliźniaka 1962 Hamberger i Terasaki typowanie tkankowe 1963 Pierwszy przeszczep wątroby w Denver, USA 1966 Kussmeyer i Nielson, crossmatch 1967 Christiaan Barnard przeszczepia serce 1969 Pierwszy przesczep serce wykonany w Polsce – Jan Moll 1970 powszechne wprowadzenie typowania antygenów HLA 1978 Cyklosporyna I faza badań klinicznych, typowanie HLA-DR 1993 Mykofenolat mofetilu

Rodzaje przeszczepów Autologiczny – w obrębie tej samej osoby Allogeniczny – pomiędzy dwiema osobami różnymi genetycznie, ale w obrębie tego samego gatunku Izogeniczny – pomiędzy osobami o takim samym genomie Ksenogeniczny – pomiędzy gatunkami

Rodzaje przeszczepów – c.d. Ortotopowy – w to samo miejsce Heterotopowy w inne miejsce

Przeszczepy od zmarłych Serce/Płuca Zastawki serca Nerki Wątroba Rogówka Trzustka Jelito cienkie Kości Skóra

Przeszczepy od żywych Nerka Płat wątroby Jelito cienkie Skóra Szpik Tzw. Dawca domino [ang. Domino donor]– otrzymuje serce i płuca a jest dawcą serca, płuc lub zastawek serca

Antygeny transplantacyjne Większe HLA klasy I HLA klasy II Mniejsze Typu „Klasy I” HLA E, F, G Typu „Klasy II” DMA/DMB, niezbędne do wprowadzenia peptydu do HLA klasy II Typu „ Klasy III” Białka dopełniacza C2, C4 i Bf 21-OH hydroksylaza TNF alpha i beta

Antygeny transplantacyjne c.d. Inne Białka TAP 1 and 2 transportujące peptydy do HLA-I Białko Hsp70 odpowiedzialne za proces zwijania i degradacji zdenaturowanych białek LMP 2, LMP 7 – składniki proteasomu biorące udział w degradacji enzymatycznej białek CD1 – prezentuje TCR lipidy i glikolipidy

Geny HLA

HLA klasy II www.cc.ukans.edu/ ~micro/mhc.html cai.md.chula.ac.th/.../ contents/m3.html

Dowody na to, że odrzucanie przeszczepu jest mediowane immunologicznie

Dlaczego przeszczep może być odrzucony? Limfocyt T biorcy rozpoznaje antygeny HLA klasy I i II dawcy na powierzchni komórek prezentujących antygen dawcy – nadostre/ostre odrzucanie przeszczepu HLA dawcy mogą być także prezentowane na powierzchni antygenów HLA biorcy przez komórki APC biorcy – przewlekłe odrzucanie przeszczepu

Mechanizmy odrzucania przeszczepu

Mechanizm działania leków immunosupresyjnych

Leki indukujące immunosupresję

Leki podtrzymujące immunosupresję

Odpowiedź immunologiczna na przeszczep Donor MHC Donor APCs Recipient MHC MO Endo Dc IL-1 CD4/Th IL-2 IFNy (recruits Dc and Endo) IL-4 CD8/Tc MO Bc Donor Ag Presented on “Self” MHC Specific Cytotoxicity Specific Ab Response

Mechanizmy odrzucania przeszczepu Odpowiedź humoralna: Cytokiny: IL-1, IL-2, IL-4/5, IFN-g, TNF-a ADCC Cytotoksyczność komórkowa zależna od dopełniacza Komórkowa: Limfocyty CD4 pomocnicze i CD8 cytotoksyczne Komórki NK Aktywowane makrofagi Odpowiedź typu późnego

Aktywacja limfocytów T na skutek prezentacji antygenu IL-2 gene NF-ATn JUN AP-1 FOS PO4-NF-ATc Calcineurin CD28RC IL-2 mRNA Tyrosine* Kinases Calmodulin MAPKs MAP Kinase Ca2+ TyK P IP3 L CD3 CD28 PKC C CTLA-4 ZAP70 PIP2 DAG CD4 IL-2 CoStimulation T cell IL-1 B7 APC MHC II cAMP

Jaką rolę w transplantologii spełniają leki immunosupresyjne IL-2 gene NF-ATn JUN AP-1 FOS PO4-NF-ATc Calcineurin CD28RC IL-2 mRNA CyA FK Tyrosine* Kinases Calmodulin MAPKs MAP Kinase Ca2+ TyK P IP3 L CD3 CD28 PKC C CTLA-4 ZAP70 PIP2 DAG CTLA4Ab CD4 IL-2 CoStimulation T cell OKT3 RAPA IL-1 Matching B7 APC MHC II cAMP

Odrzucanie przeszczepu Nadostre Przyspieszone Ostre Przewlekłe

Nadostre odrzucanie przeszczepu Patogeneza Minuty do godzin Przeciwciała anty MHC I i antygenom układu ABO obecne u biorcy Aktywacja dopełniacza Zagrożeni pacjenci: Poprzednie przetoczenia Poprzednie przeszczepy Ciąże

Nadostre odrzucanie przeszczepu Mechanizm IgM i IgG - depozycja Aktywacja C1q Aktywacja alloreaktynych limfocytów T Uwalnianie mediatorów zapalenia Aktywacja układu krzepnięcia i fibrynolizy – zakrzepica Brak nacieków z komórek jednojądrowych

Przyspieszone odrzucanie przeszczepu Dni Aktywacja swoistych limfocytów T

Ostre odrzucanie przeszczepu Dni - tygodnie Pierwotna aktywacja limfocytów T przez komórki dendrytyczne przeszczepu DTH – indukacja nacieku makrofagów Naciek z komórek jednojądrowych PMN NK Limfocyty T i B

Przewlekłe odrzucanie przeszczepu Miesiące lata Występuje u wszystkich pacjentów po przeszczepach narządowych bez immunosupresji Mechanizm nie jest jasny: Przeciwciała Kompleksy immunologiczne Powolna aktywacja odpowiedzi komórkowej DTH? Mechanizmy nieimmunologiczne

Przewlekłe odrzucanie przeszczepu NEJM 2002;346:580

Tolerancja transplantacyjna - mechanizmy Delecja klonalna Anergia klonalna Supresja

Tolerancja transplantacyjna Noworodkowa Usunięcie komórek dendrytycznych z przeszczepu Podanie biorcy przeciwciał antyidiotypowych Przetocznie biorcy krwi pochodzącej od dawcy

Graft versus Host Disease (GVHD) Choroba przeszczep przeciwko gospodarzowi Reakcja układu immunologicznego dawcy znajdującego się w przeszczepie przeciwko komórkom biorcy Może wystąpić we wszystkich przeszczepach Występuje u około 70% biorców allogenicznego przeszczepu szpiku Występuje u około 50% biorców allogenicznego przeszczepu szpiku od HLA-zgodnych dawców spokrewnionych

GVHD – ocena ryzyka Missmatch HLA Niespokrewniony dawca Starszy wiek Ciąża lub transfuzje u dawcy [allosensytyzacja] Stosowanie przeszczebu bez limfocytów T Objawy toksyczności procedury przeszczepu Nieskuteczne zapobieganie GVHD

GVHD Ostra Przewlekła – unikalna dla przeszczepu allogenicznego komórek macieżystych Klinicznie przypomina chorobę z autoagresji

GVHD - klinika Skóra Zespół suchości Przewód pokarmowy Lichenoid rash mucolisis / Epidermal necrosis [TEN] Zespół suchości Przewód pokarmowy Uszkodzenie wątroby Zaburzenia motoryki przełyku IBD Bronchiolitis obliterans Polymyositis Nawracające infekcje Utrata masy ciała

Ryzyko związane z przeszczepem allogenicznym szpiku

GVHD – manifestacje skórne i śluzówkowe

GVHD – manifestacje skórne i śluzówkowe - TEN

Tolerancja immunologiczna

Dobór dawca-biorca przy przeszczepach narządów posiadających naczynia Nerka Locus A, B, DR [DR>B>A] low resolution PRA Grupa krwi, badania wirusologiczne Cross-match Priorytet: 6 takich samych HLA DR-7, B-4, A-1 punktów PRA 70-79% 1 punkt Biorca regionalny 3 punkty >60 lat i >3 lata dializoterapii -1 punkt A. Lange 2000

Dobór dawca-biorca przy przeszczepach narządów posiadających naczynia Serce Grupa krwi, badania wirusologiczne Czas zimnego niedokrwienia 4 h DR>B>A Cross-match A. Lange 2000

Cross-match Wykrywa przeciwciała biorcy skierowane przeciwko antygenom HLA dawcy Komórki dawcy in vitro ulegają lizie po dodaniu surowicy biorcy w obecności dopełniacza Nie pozwala na zróżnicowanie przeciwciał anty-HLA I i II ani IgG od IgM

Metody typowania HLA Serologiczne test mikrocytotoksyczny Molekularne PCR SSP PCR SSO sekwencjonowanie

Dobór dawca-biorca przy przeszczepach narządów posiadających naczynia Wątroba Grupa krwi Zgodność w HLA nie ma większego znaczenia Trzustka DR A. Lange 2000

Działania uboczne przewlekłej immunosupresji Infekcje zagrażające życiu Nowotwory Immunosupresja w większym stopniu dotyczy odporności pierwotnej niż wtórnej

Immunosupresja Proksymalna (zahamować swoistą odpowiedź immunologiczną): Usunięcie T/CD3-cells (ATG, OKT3) Zapobiec rozpoznaniu antygenów przeszczepu przez TCR (Dobór) Zapobieganie kostymulacji – wywoływanie tolerancji (CTLA4Ab) Dystalna (zahamować nieswoistą odpowiedź immunologiczną): zahamować wytwarzanie IL-2 (CyA, FK506) zahamować działanie IL-2 (Rapamycin) zahamować proliferację limfocytów T (Imuran, Mycophenolate) zahamować zapalenie (Corticosteriods)

Klasy leków immunosupresyjnych Glikokortykosteroidy Antymetabolity Inhibitory calcyneuryny Przeciwciała antylimfocytarne Inhibitory receptorów dla cytokin