Allo-immunisation et rejet d'allogreffe en transplantation cardiaque : du diagnostic aux conséquences cliniques

Allosensitization and allograft rejection in heart transplantation : from diagnosis to outcomes

• Auteur / Autrice : Guillaume Coutance
• Direction : Jean-Paul Duong Van Huyen, Alexandre Loupy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie et physiopathologie
• Date : Soutenance le 15/10/2019
• Etablissement(s) : Université Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Bio Sorbonne Paris Cité (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Paris Centre de Recherche Cardiovasculaire (Paris ; 2010-....)
• Jury : Président / Présidente : Pascal Leprince
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pascal Leprince, Analisa Angelini, Maarten Naesens, Patrick Bruneval, Shaida Varnous, Marion Rabant
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Analisa Angelini, Maarten Naesens

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rejet de greffe

Allogreffes

Coeur -- Transplantation

Mots clés libres

Transplantation cardiaque

Allo-Immunisation

Rejet humoral

Coronaropathie du greffon

Biologie moléculaire

Stratification pronostique

Heart transplantation

Donor-specific antibodies

Antibody-mediated rejection

Cardiac allograft vasculopathy

Molecular biology

Prognostic stratification

Résumé

Introduction : l'allo-immunisation dirigée contre le greffon (Donor-Specific Antibodies - DSA), et son corollaire, le rejet humoral (RH), sont des problématiques cliniques croissantes en transplantation cardiaque du fait de la morbi-mortalité qui leur est associée. Plusieurs points cruciaux demeurent incomplètement résolus et concernent particulièrement #1-le manque de standardisation du diagnostic anatomopathologique du RH, #2-le rythme de dépistage des complications de l'allo-immunisation (maladie coronaire du greffon, rejets d'allogreffe) actuellement non adapté au risque individuel, et #3-la prise en charge thérapeutique de sous-groupes de patients à risque. Méthodes : dans une première partie, nous étudierons l'apport de deux techniques de biologie moléculaire dans la standardisation du diagnostic anatomopathologique du RH : « Reverse transcriptase multiplex ligation-dependent probe amplification (RT-MLPA) » (expression génique relative) et « microarray ». Dans une seconde partie, nous analyserons en population (études multicentriques internationales) et par l'utilisation d'outils statistiques innovants (modèles mixtes à classes latentes), deux complications majeures de l'allo-immunisation : la maladie coronaire du greffon (n=1301 patients) et les rejets d'allogreffe (n=1053 patients). Notre approche permettra une amélioration de la modélisation du risque et de la stratification pronostique individuelle. Enfin, dans une dernière partie clinique, nous étudierons l'impact de l'allo-immunisation et du rejet humoral dans 2 populations à risque : les patients greffés avec DSA pré-formés et les patients en choc cardiogénique secondaire à un RH. Résultats : en appliquant la RT-MLPA à 183 biopsies endomyocardiques, nous avons démontré l'applicabilité de cette technique aux biopsies fixées en paraffine et développé des profils d'expression génique spécifiques des rejets humoraux (surexpression de CCL4, PLA1A, GNLY, CXCL9, FCGR3 et CXCL11) et cellulaires (CCL18 et ADAMdec), secondairement validés sur une cohorte indépendante. Nous avons ensuite montré qu'une classification en 4 grades du degré d'inflammation micro-vasculaire (aucune, 1 à 9, 10 à 49 et ¿50% des capillaires) était significativement associée à l'activité moléculaire du rejet humoral et à des paramètres cliniques d'importance (présence de DSA, dysfonction du greffon), premier pas vers une uniformisation de la classification histologique. Par une approche épidémiologique en population, nous avons montré que l'évolution de la maladie coronaire du greffon pouvait être séparée en 4 trajectoires distinctes et universelles et que l'allo-immunisation dirigée contre le greffon était un facteur de risque indépendant d'apparition et d'aggravation de la maladie. Par une approche similaire, nous avons pu améliorer la modélisation de l'évolution du risque de rejet d'allogreffe au cours du temps et identifier cinq facteurs de risque indépendant de rejet au cours de la première année (DSA, âge, type de greffe, type d'induction, nombre de mismatch HLA). Enfin, en rapportant les résultats d'un protocole prospectif de prise en charge péri-opératoire des patients greffés avec DSA pré-formés, nous avons montré que ceux-ci présentaient une survie après transplantation similaire aux patients à moindre risque immunologique au prix d'une augmentation de l'incidence des RH. Enfin, nous avons rapporté que le pronostic des patients en choc cardiogénique secondaire à un RH était médiocre, avec une mortalité estimée à 82% à 1 an. Conclusion : la standardisation du diagnostic anatomopathologique du RH basée sur les techniques de biologie moléculaire, l'évolution vers la stratification individuelle du risque de complications cliniques de l'allo-immunisation et l'amélioration de la compréhension des évènements cliniques au sein de population à risque représentent autant d'avancées sur la voie d'une amélioration diagnostique, pronostique et thérapeutique de l'allo-immunisation et d

Introduction: Allosensitization, i.e. the presence of circulating anti-HLA Donor-Specific Antibodies (DSA), and its corollary, antibody-mediated rejection (AMR), are increasing clinical issues after cardiac transplantation because of their associated morbidity and mortality. Several crucial points remain incompletely solved and concern particularly # 1- the lack of standardization of the pathological diagnosis of AMR, # 2- the screening protocol of complications related to allosensitization (i.e. cardiac allograft vasculopathy & allograft rejections) that is currently not adapted to the individual risk, and # 3- the therapeutic management of subgroups of patients at risk. Methods: In a first part, we will study the contribution of two molecular biology techniques in the standardization of pathological diagnosis of AMR: ''Reverse transcriptase multiplex ligation-dependent probe amplification (RT-MLPA)'' (relative gene expression analysis) and ''microarray''. In a second part, we will analyze at the population level (multicentric international studies) and by the use of innovative statistical tools (Latent classes mixed models), two major complications of allosensitization: cardiac allograft vasculopathy (n = 1,301 patients) and allograft rejections (n = 1,053 patients). Our approach will improve risk modeling and individual prognostic stratification. Finally, in a final clinical part, we will study the impact of DSA and AMR in 2 at-risk populations: patients transplanted with pre-formed DSA and patients with AMR-related cardiogenic shock. Results: By applying RT-MLPA to 183 endomyocardial biopsies (EMB), we demonstrated the applicability of this technique to paraffin-embedded EMB and developed specific gene expression profiles of AMR (overexpression of CCL4, PLA1A, GNLY, CXCL9, FCGR3 and CXCL11) and cellular rejection (CCL18 and ADAMdec), that we secondarily validated on an independent cohort. We then showed that a classification in 4 grades of the degree of microvascular inflammation (none, 1 to 9, 11 to 49 and ¿50% of the capillaries) was significantly associated with the molecular activity of AMR and important clinical parameters (presence of DSA, graft dysfunction), first step towards a standardization of the diagnostic classification. Using an epidemiological approach at the population level, we have shown that the evolution of cardiac allograft vasculopathy can be separated into 4 distinct and universal trajectories and that the presence of DSA was an independent risk factor for the onset and aggravation of the disease. By a similar approach, we were able to improve the risk modeling of allograft rejection over time and to identify five independent risk factors for allograft rejection during the first year (DSA, recipient¿s age, type of transplantation, type of induction therapy, number of HLA mismatches). Finally, by reporting the results of a prospective protocol for perioperative management of patients transplanted with pre-formed DSA, we showed that those high-risk patients had a similar post-transplant survival compared to lower-risk patients at the cost of an increased incidence of AMR. Finally, we reported that the prognosis of patients with AMR-related cardiogenic shock was poor, with an estimated mortality of 82% at 1 year. Conclusion: The standardization of pathological diagnosis of AMR based on molecular biology techniques, the evolution towards individual stratification of the risk of clinical complications of allosensitization and the improvement of the understanding of clinical events in at-risk population represent so many advances in the way of a diagnostic, prognostic and therapeutic improvement of allosensitization and AMR in cardiac transplantation.