IMMUNOLOGIA DEI TRAPIANTI

Per TRAPIANTO si intende il trasferimento di :

• Cellule• Organi• Tessuti

Trapianto:• Autologo • Singenico• Allogenico• Xenogenico

Principale ostacolo al trapianto

RIGETTO

Risposta Immunitaria Specifica

Ly T CD4, CD8, Ab

Antigeni diversi tra membri della stessa specie ALLOANTIGENI

Risposta immunitaria verso Alloantigeni

Risposta alloreattiva

Diretta contro mol. MHC allog (non-self) espresse sul trapianto

Evento centrale

• Riconoscimento delle molecole MHC del Donatore (alloantigeni) da parte dei LyT del Ricevente (Ly alloreattivi)

Presentazione degli alloantigeni ai ly T del ricevente:

• Presentazione diretta

• Presentazione indiretta

Donatore

Ricevente CD4+, CD8+

Presentazione Diretta (meccanismo centrale)

APC

MHC I, II intatta

Molec.costimolatorie

La “sensibilizzazione” dei linfociti T del riceventeavviene nei linfonodi locoregionali

Ly T sp.

Perché i Ly T di un individuo dovrebberoriconoscere le molecole MHC

allogenicheattivarsi indurre una risp che scatena il rigetto?

TimoLy T sono educati e selezionati per riconoscere MHC self

CROSS-REATTIVITA’

Fino ad un 10% di ly T possono riconoscere molecole MHC estranee

……..MHC

Le cellule T riconoscono con bassa affinità Le cellule T riconoscono con bassa affinità

le MHC allogle MHC allogChe sono numerose sulle cellule del trapianto. Che sono numerose sulle cellule del trapianto.

TCR riconoscono:

1.Residui MHC allog

2.Residui MHC allog-peptide

le MHC allogeniche possono presentare peptidi le MHC allogeniche possono presentare peptidi self derivati dalla proteine dell’ospite ed il self derivati dalla proteine dell’ospite ed il complesso MHC-Allo Pept-Self attivare le cell. Tcomplesso MHC-Allo Pept-Self attivare le cell. T

Ly T specifici per mol MHC allog-peptide self NON VENGONO DELETI

• 1 MHC allogenica

Attiva un grande numero di cloni ly T(2%) (elevato polimorfismo)

1. MHC altamente polimorfico nell’ambito di una popolazione

2. MHC allogeniche sono differenti dalle MHC self in alcuni residui aa

• Ogni residuo aa distinto determinante

Diverso Clone Ly T ristretto per MHC self

I peptidi ospitati nell’MHC allog non contribuiscono a formare il complesso riconosciuto dal TCR

Fattori che contribuiscono al riconoscimento

di 1 mol MHC allog

3. una cellula può esprimere molti diversi complessi MHC-peptidi

Cellula allogenica presenta: >100000 copie di MHC allo; >100000 Ag diversiRiconosciuti da 100000 cloni di Ly T diversi

Pochi complessi MHC-peptide attivano clone di LyT

I peptidi associati all’MHC allog contribuiscono a formare il determinante riconosciuto dal TCR

• APC allo:

100% mol. MHC allo

• APC self:

MHC self- peptide self

MHC self- peptide non self (1%)

Densità di determinanti allog

Attiv. Ly T dotati di bassa affinità

APC del riceventeAPC del ricevente

Presentazione Indiretta

•APC Ricevente:

Processazione delle mol.MHC del DON Ag proteico estraneo

Via endosomiale MHC II CD4+

Via citosolica MHC I CD8+

Cross-priming

R.Diretto

Ag Minori di istocompatibilità

Meccanismi effettori di rigetto del trapianto

APC allog ( presentazione dir)

APC aut ( presentazione indir)

Reaz. di iperse.ritardata

Th1

1 2 3

4

Min, h 7-10 day

iperacuto acuto acuto cronico

Necrosi +infiamm acuta

iperacuto

Danno ischemico irreversibile

Trombosi massiva

vasi

Rigetto iperacuto

Mediato da anticorpi preformati (IgG):- Ab naturali contro gli antigenidel sistema AB0- Ab da pregressa alloimmunizzazione(trasfusioni, gravidanze, trapianti) diretticontro MHC allog

Necrosi dei vasi

Antigeni non-MHC coinvolti nel rigetto iperacuto

1.glicoproteine endoteliali:l’endotelio vascolare esprime antigeni AB0:le isoemoagglutinine (anticorpi naturali) delricevente si legano all’endotelio dell’organo trapiantato

2. determinanti carboidratici specie-specifici:- presenti sull’endotelio vascolare- presenza di anticorpi naturali che mediano il rigetto di xenotrapianti

Rigetto acuto danni vascolari e parenchimaliEntro 7-10 days, perdita dell’organo 14-30 days

Danni mediati da Ly T e Ab contro mol MHC del trapianto

CTL Lisi diretta

Th1 Citochine che reclutano /attivano cell. infiamm

Attivano il complemento (danno vascolare)

Farmaci

immunosoppressori

Rigetto cronico danno vascolare infiammatorio

mesi-anni dal trapianto

Fibrosi e anomalie vascolari

Reaz. Immun TH1

•Macrofagi producono:

fattori di crescita per i fibroblasti

fattori stimolanti la sintesi di collagene

fattori di crescita per le cellule muscol liscie dei vasi

Occlusione arteriosa Danno ischemico

Perdita di funz. dell’organo

50% dei trapianti

Rene: fibrosi interstiziale, arteriolosclerosi, glomerulosclerosi

Cuore: iperplasia intimale e fibrosi vascolare

Polmoni: bronchiolite obliterante

Fegato: dotti biliari fibrotici e non funzionanti

Controlli pre-trapianto

- Gruppo sanguigno

- Tipizzazione tissutale HLA (HLA-A, HLA-B e HLA-DR)

- Cross-match o incrocio reciproco

- Reazione leucocitaria mista

Crossmatching

• Ab preformati verso mol. MHC del Don

Siero del Ricevente + leucociti del Don + C’:

Lisi il Ricevente ha Ab preformati

Ricevente

ricevente ricevente

ricevente

ricevente ricevente

individui

Limite: • non sono specifici per i Ly T alloreattivi•> rischio infezioni e tumori maligni associati a virus

Imm

un

osop

pre

ssor

i sp

TNF e IL-1 (prod. dai macrofagi)

IL-2 IFN

Induzione della tolleranza per ridurre l’incidenza di rigetto cronico

APC CD40Ly T CD40L

CD40L-Ig

TRAPIANTO DI MIDOLLOTRAPIANTO DI MIDOLLO

Il TMO rappresenta la

terapia

di elezione in molte

patologie,

congenite o neoplastiche.

Il trapianto viene distinto sulla base dell’organo di provenienza….

• Midollo osseo

• Sangue periferico

• Cordone ombelicale

...e a seconda del donatore

• Autologo: le cellule staminali prelevate al paziente vengono congelate e poi restituite al paziente dopo alte dosi di chemioterapia

• Singenico: il donatore è un gemello identico

• Allogenico: il midollo del paziente è ricostituito mediante reinfusione di cellule da un donatore sano compatibile (familiare o non familiare)

La cellula staminale emopoietica (CSE)

E’ in grado di:

automantenersi (self-renewal)

differenziare

mobilizzare al di fuori del midollo osseo

andare incontro ad apoptosi

Da dove vengono prelevate le CSE per il trapianto?

• Le cellule staminali emopoietiche sono localizzate

principalmente nel midollo osseo

• ma è possibile reperirle anche nel sangue

circolante, in seguito a regimi di mobilizzazione

• Esse sono presenti anche nel sangue del cordone

ombelicale del neonato al momento del parto

Le cellule staminali da donatore non consanguineo vengono prelevate dal midollo osseo mediante ripetutepunture delle creste iliache(ossa del bacino) in quantità pari a 15ml/Kg di peso del ricevente.

Come avviene il prelievo dal donatore ?

Trattandosi di punture ossee, è necessario che il prelievo venga eseguito in anestesia,

altrimenti risulta doloroso.  

Sangue periferico

• Dopo stimolazione con fattori di crescita (G-CSF) è possibile ritrovare un numero elevato di cellule staminali emopoietiche anche nel sangue periferico

• Queste cellule staminali possono essere raccolte mediante separatore cellulare e congelate fino al loro utilizzo

Come avviene il trapianto ?Il TMO allogenico consiste principalmente in due fasi:

1. distruzione delle cellule midollari del paziente con una chemio - radioterapia mieloablativa

(fase di condizionamento) 

2. ricostituzione del patrimonio midollare del paziente, tramite l’infusione ev delle cellule staminali prelevate dal donatore

TRAPIANTO ALLOGENICO

AA AAA

A

RICEVENTE

FONTI DI CELLULE STAMINALI (HSC):-MIDOLLO OSSEO (BM) -SANGUE PERIFERICO (PBPC) -CORDONE OMBELICALE (CB) B

B

BBB

B

BBBB

DONATORE

CONDIZIONAMENTO A DOSI MIELOABLATIVE ed IMMUNOSOPPRESSIVE

SCOPI:-ERADICAZIONE MALATTIA DI BASE-PREVENZIONE RIGETTO (HvG REACTION)

AGENTI IMMUNOSOPPRESSIVI:PREVENZIONE E CONTROLLOGvHD (GRAFT VERSUS HOST DISEASE)

Durante il periodo di ricostituzione del “nuovo” midollo il paziente viene ricoverato in una camera sterile

In tutta la fase di aplasia e ipoplasia midollare il paziente deve essere

supportato con trasfusioni di emazie e piastrine

Limiti del TMO

1. Rigetto

2. GVHD

3. Immunodeficienza

Acuta morte delle cellule del:•Fegato (insufficienza epatica)•Cute (eruzione cutanea)•Tratto gastro-intestinale (diarrea,emorragia intestinale)

Cronica (Fibrosi ,atrofia)•Cute•Fegato•Tratto gastro-intestinale•polmoni

GVHD

• Trapianto T-depleto Limiti:Lungo periodo di deficit immunologicoComplicanze infettive

•Trapianto con cellule T reg (CD4+CD25+)

TBI CD34CD34++

Fludarabine TconsTcons

days

CTXTT

-10 -9 -8 -6-7 -3-5 -4 -2 -1 +10

T regs

Figure 1

Trapianti in siti immunologicamente privilegiati

•No accesso alle cell. Immnunocompetenti

•Assenza di vasi linfatici e vasi sanguigni

•NO RIGETTOCamera anteriore dell’occhiocorneaUteroTesticoliencefalo

Gli estrogeni inibiscono l’attivita’ dei linfociti TL’epitelio uterino e il trofoblasto secernono citochine (TGF-beta, IL-4, IL-10) chedeviano la risposta materna verso Th2

Il trofoblasto esprime inibitori dell’attivazione del C come DAF e MCPIl trofoblasto esprime bassi livelli di HLA - I,ma esprime HLA-G, MHC non classica

L’IDO (indolamina 2-3 deossigenasi),espressa ad alte concentrazioni all’interfacciamaterno-fetale, catalizza la conversionedel triptofano generando metaboliticon effetto immunosoppressivo