Vasculopathie de transplantation : modèles expérimentaux, étude du rôle des alloanticorps anti-HLA et implication de la voie MMP-sphingomyéline-céramide

Transplant vasculopathy : experimental models, study of the role of anti-HLA alloantibodies and involvement of MMP-sphingomyelin-ceramide pathway

• Auteur / Autrice : Sylvain Galvani
• Direction : Anne Nègre-Salvayre, Mogens Thomsen
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie, physiopathologie
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Maladies vasculaires

Transplantation (chirurgie)

Mots clés libres

Vasculopathie de transplantation

Anticorps anti-HLA

Réaction humorale

Modèle animal de rejet humoral

Modèle murin humanisé

NSMase

Sphingolipides

Métalloprotéases

Prolifération cellulaire

Cellules musculaires lisses

Prolifération néointimale

Résumé

Les progrès récents en transplantation sont le résultat de nouvelles techniques de conservation des organes, d'une meilleure évaluation de la compatibilité entre donneur et receveur et de nouvelles thérapies immunosuppressives, associées à un suivi pharmacologique plus précis des patients transplantés. Ces progrès ont considérablement diminué le risque de rejet à court et moyen terme des organes transplantés, mais le rejet chronique, et plus particulièrement la vasculopathie de transplantation (ou vasculopathie de greffe) reste une cause importante de perte de greffon à long terme. Cette vasculopathie se développe chez environ 50% des patients transplantés cardiaques dans les 5 ans qui suivent la transplantation. La vasculopathie de greffe, aussi nommée artériosclérose de greffe, se caractérise par un épaississement concentrique des artères du greffon, conduisant à une sténose artérielle diffuse qui induit une ischémie progressive de l'organe transplanté et peut aboutir à la perte du greffon. La pathogénèse de la vasculopathie de greffe n'est pas clairement établie, mais semble impliquer des mécanismes immunitaires et non immunitaires, comme l'ischémie-reperfusion, l'inflammation, les infections virales, l'hypertension. . . Des études cliniques suggèrent l'importance des anticorps dirigés contre les molécules HLA de classe I dans le développement des lésions, mais le rôle et le mécanisme d'action de ces anticorps restent encore débattus. L'objectif de cette thèse était de mettre au point un modèle expérimental permettant de reproduire in vivo les lésions de vasculopathie de transplantation et d'évaluer le rôle des anticorps anti-HLA dans la pathogénie de cette vasculopathie. L'utilisation d'un modèle animal de souris immunodéficientes greffées avec des artères mésentériques humaines et injectées hebdomadairement avec des anticorps anti-HLA nous a permis de démontrer qu'in vivo, les anticorps anti-HLA, en l'absence de système immunitaire fonctionnel, sont mitogènes sur les cellules musculaires lisses vasculaires, entraînant la formation d'une néointima caractéristique de la vasculopathie de transplantation. Nous avons ensuite étudié la signalisation impliquée dans l'effet mitogène de ces anticorps anti-HLA. Nous avons ainsi pu montrer que les anticorps anti-HLA activent une voie de signalisation mitogène de stress, passant par l'activation de métalloprotéases (MT1-MMP et MMP-2) et de la sphingomyélinase neutre de type 2 (nSMase2). L'utilisation d'un inhibiteur pharmacologique spécifique de MMP-2 et MMP-9, le Ro28-2653, inhibe non seulement MMP-2, mais aussi la nSMase2 in vitro et ex vivo et permet une réduction de l'épaississement néointimal in vivo. Ces données mettent en avant le rôle de MMP-2, de la nSMase2 et de la sphingosine kinase dans le signal mitogène induit par les anticorps anti-HLA, proposant ainsi de nouvelles cibles thérapeutiques. En conclusion, nos résultats apportent des données nouvelles sur l'implication des anticorps anti-HLA dans la vasculopathie de transplantation, via l'activation d'une voie mitogène de stress impliquant les métalloprotéases et des médiateurs sphingolipidiques.

Recent advances in transplantation by the use of new immunosuppressive drugs, progress in organ preservation, and better monitoring of transplanted patients have considerably improved the short and medium term outcomes of organ allograft. However, chronic rejection also termed allograft arteriosclerosis associated with transplant vasculopathy remains a major concern leading to the loss of graft in 50% of heart-transplanted patients by 5 years after transplantation. Transplant vasculopathy is characterized by diffuse and concentric intimal hyperplasia leading to arterial stenosis, chronic ischemia, and functional loss of transplanted organ. Pathogenesis involves immunological events and non-immunological mechanisms, including ischemia-reperfusion, inflammation, viral infection, or hypertension. Immunological mechanisms are thought to implicate both cellular and humoral immunity, but the relative importance of cellular versus humoral alloreactivity for TA is still disputed. Increasing numbers of clinical studies underline the importance of antibodies against HLA class I in the development of graft arteriosclerosis. This work aims to decipher the precise role of HLA antibodies in the pathogenesis of transplant vaculopathy and how do they provoke smooth muscle cells proliferation. Our studies were done in a model of human arteries grafted in immunodeficient SCID/beige mice injected with anti-HLA antibodies and also on explanted human mesenteries arteries rings and on smooth muscle cell line. Our results have shown that HLA antibodies are mitogenic on smooth muscle cells through the activation of MMP-2 and neutral SMase-2 signalling pathway. The MMP inhibitor Ro28- 2653 blocked these activations and the mitogenic effect of anti-HLA antibodies in vitro on cultured cells and ex vivo in human arterial sections. Moreover the same activations can be observed on human grafted mesenteric arteries in immunodeficient SCID/beige mice. This neointimal thickening can be reversed by oral gavage of mice by Ro28-2653, highlighting the crucial role for HLA, MMP-2 and the nSMase 2 in transplant vasculopathy. Our works open new perspectives about transplant vasculopathy and lead to a better knowledge of this pathology.