p 8 p p

IMUNITATEA ÎN TRANSPLANTUL
DE ŢESUTURI ŞI ORGANE

Chirurgia transplantului a depãşit dificultãţile de ordin tehnic. Reuşita transplantului depinde exclusiv de reactivitatea imunitarã, care declanşeazã un rãspuns de respingere.

Ideia înlocuirii unui organ lezat, cu unul sãnãtos, a preocupat medicina din timpuri foarte îndepãrtate. În mitologia greacã se vorbea de organisme himere, pãstrate şi astãzi în reprezentãrile sculpturale sub forma monştrilor fabuloşi, a cãror origine sugereazã o triplã heterogrefã: leu-caprã-coadã de dragon sau leu-caprã-şarpe. Combinaţia este interpretatã ca o materializare pe plan abstract, a ideii de a asocia organisme foarte diferite. Sirenele (jumãtate femeie-jumãtate peşte) şi minotaurii (jumãtate om, jumãtate taur) exprimau ideia de asociere a acestor organisme foarte diferite.

Perioada ştiinţificã a transplantului începe cu Alexis Carrel (medic american, care a lucrat în Franţa, autorul lucrãrii “Omul – fiinţã necunoscutã”), cel care a pus bazele cultivãrii celulelor şi ţesuturilor. In 1902, Carrel a fãcut grefe de rinichi la animale. In 1906, a grefat plãmâni la pisicã şi a fãcut primul transplant de inimã la câine, legând inima de vasele regiunii cervicale. Animalul a trãit 21 de ore.

K. Landsteiner, unul din promotorii perioadei ştiinţifice, a descris grupele sanguine şi condiţiile de compatibilitate majorã între donor şi receptor. In 1944, Medawar a conchis cã respingerea grefelor de ţesuturi şi organe are cauze imunitare, iar curând dupã aceea, Billingham, Brent şi Medawar au descris fenomenul de toleranţã imunitarã.

G. Mathé (hematolog francez) a creat himerele biologice. El a pornit de la ideia cã fenomenele de respingere a grefelor de ţesuturi şi organe sunt datorate stimulãrii activitãţii sistemului imunitar. In lucrãrile sale experimentale, a recurs la metoda paralizãrii reactivitãţii imunitare. In acest scop, puii nou-nãscuţi de şobolan au fost supuşi iradierii totale, cu doza de 800 de razi. Rezultatul iradierii este desfiinţarea barierelor imunitare, adicã anihilarea reactivitãţii imunitare faţã de grefã. La animalele iradiate a inoculat câteva milioane de celule din mãduva osoasã de şoarece. Autorul a creat astfel, himera biologicã şoarece-şobolan (şobolan cu elemente figurate sanguine de şoarece). Himera este sensibilã la infecţia cu virusul leucemiei şoarecelui şi face leucemia, în timp ce şobolanii convenţionali sunt rezistenţi la infecţia cu acest virus.

Himera biologicã este orice organism dotat în mod artificial cu componente celulare, cu ţesuturi sau organe, care provin de la alte organisme. Ulterior, tehnicile de inginerie geneticã au creat molecule de ADN himere şi chiar microorganisme himere, ce poartã informaţie geneticã provenitã de la douã specii diferite.

În 1967, Christian Barnard a realizat primul transplant de cord la om.

Denumirea de grefã, folositã curent pentru ţesutul implantat în organismul strãin, vine de cuvântul grecesc grafion, care desemneazã un instrument de scriere prin gravurã. Denumirea a fost ulterior folositã cu înţelesul de altoi la plante. Denumirea de transplant a fost folositã de Paracelsus şi înseamnã a transfera, a muta.

Noţiunea de transplant are un sens mai larg. Ea include fecundarea ovulului de cãtre spermatozoid, ca transplant natural. Fãtul este o alogrefã naturalã, ce poartã informaţia geneticã de origine paternã, dar este protejat prin mecanisme cu acţiune placentarã, de fenomenele de respingere.

Terminologie.Terminologia modernã referitoare la grefã are trei origini: chirurgicalã, imunologicã şi geneticã. Uniformizarea ei a fost cerutã de OMS.

Autogrefele se practicã cu o frecvenţã mare: în cazuri de arsuri, intervenţii chirurgicale estetice. Pielea dintr-o regiune a corpului este implantatã într-o zonã compromisã.

Alte denumiri se referã la particularitãţile ţesutului transplantat:

-> grefele homovitale se fac pentru asigurarea viabilitãţii ţesutului transplantat

-> grefele homostatice sunt acelea în care ţesutul grefat are rolul numai de suport structural, pe care se poate dezvolta ţesutul gazdei, pentru restabilirea arhitecturii iniţiale. Astfel de grefe sunt lipsite de orice urmã de ţesut antigenic, se practicã pentru a înlocui un fragment de vas sau de os.

În raport cu locul de unde ţesutul a fost luat şi locul unde se reimplanteazã, se disting grefe ortotopice (ţesutul grefat este aşezat la receptor în aceiaşi poziţie) şi grefe heterotopice (ţesutul grefat este implantat în alt situs anatomic al organismului receptor).

Dupã 1956, primul succes al grefei de rinichi între gemeni univitelini, transplantul de organe a devenit o practicã curentã. Interesul pentru transplant s-a deplasat de la actul chirurgical, la aspectele imunologice.

Argumente ale rolului reactivitãţii imunitare în respingerea grefei

Respingerea grefei este rezultatul activãrii mecanismelor imunitare, datoritã diferenţelor antigenice între moleculele CMH I şi II ale donorului şi receptorului. In favoarea acestei afirmaţii argumenteazã mai multe fapte de observaţie:

-> autogrefele şi singrefele sunt acceptate totdeauna, dacã sunt respectate condiţiile de asepsie;

-> grefa între indivizi diferiţi este respinsã cu atât mai brutal, cu cât diferenţele antigenice(biochimice) dintre moleculele CMH ale donorului şi receptorului sunt mai mari;

D  R

A ----------------  A ----- O Grefa prinde.

B ----------------  A ---- 0 Grefa este respinsã, pentru cã organismele diferã prin moleculele CMH.

B --------------- AxB ---- O Grefa este acceptatã. Capacitatea de a accepta o grefã depinde de existenţa la organismul receptor, a tuturor genelor de histocompatibilitate ale donorului. Dacã receptorul are un antigen suplimentar, grefa este acceptatã. 

AxB  ----------- B ------ 0 Dacã donorul posedã un antigen suplimentar  faţã de receptor, grefa este respinsã.

-> din punct de vedere histologic, ţesutul grefat respins este infiltrat cu celule efectoare ale rãspunsului imun: limfocite, macrofage, plasmocite;

-> animalele timetomizate au o capacitate scãzutã de respingere a grefelor de ţesuturi şi organe, care se restabileşte dupã grefarea timusului;

-> debutul fenomenelor de respingere este foarte mult întârziat, dacã organismului receptor de grefã i se administreazã ser antilimfocitar (SAL);

-> fenomenele de respingere sunt mai intense la copii, datoritã abundenţei ţesutului limfoid, dar sunt mult atenuate la bãtrâni.

Argumente indirecte în favoarea respingerii imunitare:

-> organele grefate rapid dupã recoltare sunt suportate mult mai bine decât cele care au fost pãstrate o perioadã mai lungã de timp în afara organismului. Ţesutul transplantat dupã o perioadã de pãstrare, conţine mai multe celule lezate şi lizate, din care se elibereazã molecule nonself, care amplificã rãspunsul imun;

-> conservarea în condiţii optime mãreşte gradul de toleranţã faţã de ţesutul grefat, iar pãstrarea neadecvatã are efecte defavorabile;

-> organele şi ţesuturile sãnãtoase sunt tolerate mai bine decât cele care prezintã o stare de uzurã biologicã.

EVOLUŢIA RESPINGERII GREFEI DE PIELE

În raport cu dinamica desfãşurãrii, se disting trei modalitãţi de respingere a grefei de piele.

Respingerea acutã sau hiperacutã este foarte rar întâlnitã şi se datoreazã incompatibilitãţii totale între donor şi receptor, care nu aparţin aceluiaşi grup sanguin în sistemul ABO. In organismul receptor de grefã, existã anticorpi circulanţi preformaţi (aglutininele α şi ) faţã de antigenele ţesutului transplantat. Lor li se adaugã efectele imediate produse de macrofagele şi neutrofilele activate, de anafilatoxinele eliberate din fixarea complementului. Vasele din organul grefat se obtureazã prin formarea trombilor de coagulare. Grefa nu se vascularizeazã, rãmâne albã şi în câteva ore este respinsã.

Respingerea dupã dinamica rãspunsului imun primar survine în cazul în care, între donor şi receptor este o incompatibilitate relativã. Grefa se vascularizeazã, dobândeşte o culoare normalã (rozã), dar dupã 10-12 zile, culoarea se închide, devine purpurie, apar fenomene de respingere şi grefa este eliminatã.

Respingerea dupã dinamica rãspunsului imun secundar este de tip accelerat şi are loc la organismele la care grefa s-a repetat dupã o altã grefã cu ţesut de la acelaşi organism donor sau de la un organism al aceleiaşi linii inbred. Rãspunsul este accelerat, în sensul cã fenomenele de infiltraţie cu macrofage, neutrofile şi limfocite T sensibilizate, se produc foarte repede şi în 3-4 zile, grefa este respinsã.

Respingerea grefei de rinichi 

Respingerea hiperacutã se produce foarte repede dupã ce s-au stabilit conexiunile vasculare cu organul grefat şi se datoreazã incompatibilitãţii totale între donor şi receptor, care nu aparţin aceluiaşi grup sanguin în sistemul ABO. In primele ore dupã stabilirea conexiunilor vasculare se produce încetinirea fluxului sanguin, urmatã de o stazã circulatorie în organul grefat. Rinichiul se încarcã cu o cantitate mare de sânge şi dobândeşte culoarea roşie, fenomen denumit hepatizare. Oprirea circulaţiei sanguine iniţiazã procesul de coagulare la nivelul capilarelor sanguine.

Cauzele respingerii hiperacute. In sângele organismului receptor se gãsesc anticorpi preformaţi (aglutinine), specifici faţã de antigenele din organul grefat. Antigenele de grup sanguin în sistemul ABO se gãsesc nu numai pe eritrocite, ci şi pe celulele endoteliale ale capilarelor sanguine. Aglutininele α şi  ale receptorului de grefã ajung în rinichiul grefat imediat dupã realizarea anastomozelor vasculare. Se formeazã complexe antigen-anticorp care iniţiazã fixarea complementului. Endoteliul capilar suferã mici leziuni, suficiente pentru a determina apariţia suprafeţelor rugoase, de care aderã PMNN. La acest nivel, celulele endoteliale exprimã selectinele, prin intermediul cãrora leucocitele aderã de endoteliu şi pãrãsesc circulaţia. La nivelul suprafeţei rugoase se acumuleazã trombocitele, care se agregã treptat şi împreunã cu factorii plasmatici, formeazã trombi care obtureazã lumenul capilar. În 48 de ore, arteriolele şi capilarele se trombozeazã.

Respingerea hiperacutã este o reacţie de activare endotelialã şi grefa este respinsã ca o xenogrefã. Pentru a elimina anticorpii naturali, se practicã plasmafereza sângelui receptorului şi absorbţia anticorpilor pe coloanã. Complementul este eliminat prin administrarea veninului de cobrã.

Respingerea acutã se produce în douã variante dinamice:

-> respingerea acutã precoce, în 10-14 zile de la transplantare

-> respingerea acutã tardivã, în circa 4 luni.

Dupã grefarea ţesutului, o parte a antigenelor tisulare se elibereazã din rinichi şi trec în circulaţie, ajungând în ganglionii limfatici regionali.

Antigenele declanşatoare ale respingerii grefei  

Moleculele CMH ale ţesutului grefat stimuleazã un rãspuns imun intens al organismului receptor, a cãrui finalitate este respingerea grefei. Moleculele CMH I se gãsesc pe toate celulele nucleate, dar au un nivel variabil de exprimare. Moleculele CMH II au o distribuţie limitatã: pe macrofage, pe limfocitele B, pe unele celule epiteliale şi endoteliale, pe celulele dendritice. Nivelul de exprimare a moleculelor CMH I şi II este modulat de citochine (IFN  şi TNF α). Polimorfismul extensiv al moleculelor CMH limiteazã posibilitatea transplantului numai între parteneri compatibili CMH. Chiar în aceste condiţii, grefa poate fi respinsã, datoritã diferenţelor între antigenele minore ale donorului şi receptorului.

Antigenele din grefã au urmãtoarele origini:

-> antigenele libere (antigene “solubile”) provin din liza eritrocitelor şi din membrana bazalã;

-> antigenele CMH exprimate pe celulele dendritice existente în ţesutul grefat;

-> antigene CMH asociate membranelor rezultate din liza celulelor organului, în perioada de conservare.

Antigenele CMH ale donorului pot fi recunoscute pe suprafaţa celulelor prezentatoare (prezentare directã) sau ca fragmente prelucrate şi asociate cu moleculele CMH ale receptorului (prezentare indirectã).

Antigenele eliberate din grefã, ajung în ganglionii regionali ai gazdei şi activeazã limfocitele T şi B. Cele mai importante antigene aduse de organul grefat, cu rol esenţial în declanşarea conflictului imun, sunt moleculele CMH I şi II. Un rol deosebit se atribuie celulelor dendritice din ţesutul grefat. Ele exprimã molecule CMH II la densitate foarte înaltã, care determinã stimularea iniţialã a limfocitelor gazdei.

Moleculele CMH I şi II libere se comportã ca antigene tari, intens imunogene şi nu necesitã prezentarea în asociaţie cu moleculele CMH proprii organismului, pentru a stimula limfocitele T, dar sunt mult mai imunogene dacã sunt prezentate de alte celule, în special de celulele dendritice şi de celulele endoteliale.

Rãspunsul imun faţã de ţesutul grefat este mediat în primul rând de limfocitele T. Ca dovadã, şoarecii atimici (nuzi) nu resping grefele alogenice de piele şi tolereazã chiar grefe xenogenice.

La examenul histologic al unei grefe de piele, în cursul respingerii, se observã infiltratul cu mononucleare, multe fiind limfocite. Acumularea lor în ţesutul grefat precede respingerea, care survine în câteva zile. In organul grefat, raportul dintre limfocitele TCD₄ şi TCD₈ este 1/3, adicã predominã net limfocitele Tc, iar în mod normal, acest raport este 2/1.

Limfocitele T stimulate de antigenele CMH sintetizeazã interferon , activator al macofagelor din focarul conflictului. Macrofagele devin citotoxice faţã de ţesutul grefat, ca şi limfocitele Tc.

Macrofagele secretã IL-1, care produce febra ce însoţeşte reacţia de respingere a grefei. Limfocitele pãtrunse în ţesutul grefat sunt pasagere. Ele pãrãsesc grefa, trec în limfã şi ajung în ganglioni, unde începe proliferarea, elibereazã citochine, care activeazã limfocitele ganglionare. Acestea devin limfocite efectoare.

Celulele NK nu necesitã activarea prealabilã pentru a liza diferite celule tumorale. Ele sunt implicate în respingerea alogrefelor de organe.

Capacitatea de a respinge grefa poate fi uşor transferatã prin intermediul limfocitelor de la organismul imunizat prin contactul anterior cu antigenele grefei. Surprinzãtor, în ţesutul grefat nu migreazã limfocitele transferate, ci migreazã limfocitele organismului gazdã, activate de IL secretate de limfocitele transferate.

Rolul anticorpilor. Ca rãspuns faţã de antigenele ţesutului grefat, se sintetizeazã anticorpi specifici faţã de antigenele de transplantare. Anticorpii au rol secundar în reacţia de respingere a grefelor de ţesuturi şi organe. Anticorpii au rol foarte important în respingerea grefei, în situaţiile în care, anticorpii anti-CMH preexistã la un titru crescut în momentul transplantãrii. Sinteza lor este indusã de sarcinile multiple, de transfuzii repetate sau de o grefã anterioarã. Grefa este respinsã imediat.

Anticorpii au rol important în respingerea grefelor cu incompatibilitate gravã între donor şi receptor, deoarece fixeazã complementul şi produc fenomenul de citolizã. Dacã nu fixeazã complementul, anticorpii au rol de opsonine, adicã sensibilizeazã celulele grefate faţã de acţiunea macrofagelor şi neutrofilelor. Anticorpii sintetizaţi în ţesutul grefat, determinã eliberarea mediatorilor reacţiei de hipersensibilitate imediatã (de exemplu, histamina), care produc modificãri circulatorii în vasele grefei.

Anticorpii faţã de antigenele eritrocitare sunt singurii efectori imunitari eficienţi în transfuzia incompatibilã. Efectul lor constã în aglutinarea şi liza eritrocitelor.

Dupã grefarea unui organ sãnãtos într-un organism uzat, din punct de vedere funcţional, organul grefat se aliniazã repede la starea generalã de uzurã a gazdei.

Transplantarea mãduvei osoase se realizeazã pentru tratamentul pacienţilor cu maladii imunodeficitare, anemie aplazicã severã, leucemie, limfom, iar mai recent, pentru dezordinile hematopoetice cu substrat genetic.

La pacienţii imunodeficitari, transplantul mãduvei osoase este destinat sã furnizeze celule stem pentru a restabili sistemul imunitar al receptorului, fãrã sã înlocuiascã în mod necesar compartimentul mieloid. Datoritã stãrii nefuncţionale a sistemului imunitar, transplantul mãduvei osoase poate fi fãcut fãrã tratamentul imunosupresor al gazdei.

Mãduva este recoltatã prin aspiraţie din crestele iliace anterioare şi posterioare, de la donorul anesteziat. Amestecul de mãduvã osoasã şi sânge este plasat în mediu de cultivare cu heparinã, într-o pungã hematologicã şi se administreazã fãrã întârziere organismului receptor, prin infuzie intravenoasã, în cantitatea de 2 x 10⁸ - 6 x 10⁸ celule medulare/kg. Infuzia se face la 1-24 ore dupã ultima iradiere totalã a corpului sau la 36 de ore dupã ultima dozã de ciclofosfamidã. Celulele stem circulã în sânge, însãmânţeazã cavitatea medularã şi încep sã se dividã. În 2-4 sãptãmâni, creşte populaţia celularã a mãduvei şi în acelaşi timp creşte numãrul celulelor sanguine periferice. La donor, mãduva se reface repede.

Prevenirea respingerii grefelor de organe este posibilã printr-o împerechere cât mai adecvatã a donorului şi receptorului din punctul de vedere al asemãnãrii moleculelor CMH şi, ulterior, prin instituirea tratamentului imunosupresor. Dar, spre deosebire de alte celule, cele din mãduva osoasã sunt foarte antigenice (au o mare densitate a moleculelor CMH I) şi din aceastã cauzã, receptorul trebuie sã fie supus unui tratament radio-chimioterapeutic intens, pânã la limita suportabilitãţii, pentru ca transplantul de mãduvã sã aibã succes. Chiar astfel, la pacienţii leucemici, respingerea mãduvei osoase poate sã aibã loc, în cazul unei împerecheri antigenice neadecvate.

Transplantul de mãduvã osoasã ridicã o problemã specialã: celulele transplantate fiind imunocompetente, pot sã iniţieze reacţia “grefã contra gazdã”, faţã de antigenele receptorului. Reacţia este iniţiatã faţã de antigenele tegumentare, ale ficatului şi intestinului şi este letalã la 10-15% dintre receptorii de mãduvã osoasã cu molecule HLA identice şi la 40% dintre receptorii cu molecule HLA neidentice.

Teste de histocompatibilitate 

În transplantul de ţesuturi şi organe, esenţialã este asemãnarea cât mai accentuatã a moleculelor CMH ale donorului şi receptorului. Pentru testul gradului de asemãnare, se analizeazã comportamentul limfocitelor celor doi parteneri, în amestec (reacţia de amestec limfocitar, RAL). Testul evidenţiazã diferenţele antigenice dintre donor şi receptor, în ceea ce priveşte moleculele CMH II. Pentru reuşita grefei, este obligatorie identitatea acestor molecule. Perechea donor-receptor care produce cel mai uşor rãspuns în RAL, oferã cea mai bunã şansã de acceptare a grefei.

Cel mai adesea se folosesc limfocitele din sânge. Celulele trebuie sã fie viabile şi în mediu se adaugã ser de viţel (1-10%) şi 2-mercaptoetanol. Limfocitele donorului se cultivã în amestec cu limfocitele receptorului, în prezenţa timidinei H³. Se mãsoarã nivelul radioactivitãţii limfocitelor, consecutiv încorporãrii timidinei H³ pentru sinteza ADN. RAL reflectã rãspunsul proliferativ al celulelor T, cu puţine sau fãrã celule B. Transformarea blasticã nu se produce în RAL a gemenilor monozigoţi. Intr-un amestec celular a x b + a x c, rãspunsul este bidirecţional. Cea mai amplã reacţie are loc între limfocitele care se deosebesc prin moleculele CMH. Cel mai puternic stimul în RAL îl reprezintã aloantigenele CMH II, cu un polimorfism foarte înalt, iar aloantigenele clasa I au un rol stimulator limitat. Moleculele CMH II se gãsesc pe limfocitele B, pe macrofage, pe celulele dendritice, iar pe limfocitele T, numai dupã activare. Se pare cã rãspunsul în RAL nu este orientat faţã de epitopii CMH propriu-zişi, ci faţã de o largã varietate de peptide self legate de moleculele CMH, rezultate probabil prin degradarea diferitelor proteine celulare. Dat fiind polimorfismul deosebit al moleculelor CMH, probabil cã marea majoritate a limfocitelor T din amestec manifestã aloreactivitate faţã de cel puţin unul din aloantigenele CMH ale speciei.

Pentru rãspunsul unidirecţional, una din cele douã populaţii celulare (de obicei a donorului) se inactiveazã prin tratament cu mitomicinã C (pentru inhibiţia sintezei ADN) sau se supun iradierii.

Tratamentul inactiveazã celulele T, dar nu interferã cu imunogenitatea lor. In RAL se activeazã numai limfocitele receptorului de grefã, ca rãspuns la aloantigenele donorului.

În cazul grefei unui organ imunocompetent la o gazdã imunodeficitarã, în RAL se inactiveazã limfocitele receptorului, pentru a evalua reactivitatea limfocitelor donorului, care ar putea iniţia o reacţie grefã contra gazdã.

Compatibilitatea donor-receptor pentru antigenele CMH I se testeazã cu seruri imune anti- CMH I. Se analizeazã reacţia limfocitelor celor doi parteneri, faţã de un numãr cât mai mare de seruri anti CMH I. In laboratorul de profil existã seturi de seruri anti-CMH I, recoltate de la persoane care au o bogatã experienţã antigenicã HLA:

-> persoane care suferit transfuzii sanguine multiple şi astfel s-au imunizat faţã de antigenele HLA;

-> femei multipare, care au avut sarcini multiple cu parteneri diferiţi.

Serurile anti-CMH se pun în contact cu limfocitele donorului şi cu ale receptorului de grefã. Anticorpii anti-CMH se fixeazã pe suprafaţa limfocitelor şi astfel este iniţiatã transformarea blasticã. Se determinã un coeficient de reactivitate (coeficient de transformare blasticã), pe baza numãrului de limfocite transformate.

Dacã limfocitele donorului şi receptorului se comportã asemãnãtor faţã de un numãr mare de seruri, concluzia este cã cele douã populaţii de limfocite sunt asemãnãtoare.

Dacã titrul anticorpilor anti-CMH în ser este crescut, se poate produce nu numai activarea limfocitelor, ci chiar aglutinarea imunã sau, dupã fixarea complementului, citoliza.

Xenotransplantarea  

Termenul semnificã transplantul de ţesuturi şi organe între organismele unor specii diferite. Interesul clinic pentru xenotransplantare a fost determinat de lipsa organelor umane. Succesul alotransplantului a creat un necesar care depãşeşte disponibilul. In 1963, transplantul de rinichi de cimpanzeu la om, a prelungit supravieţuirea cu 9 luni şi moartea a survenit dupã complicaţiile provocate de imunosupresie. In 1984, inima de babuin a fost transplantatã la om. A urmat transplantul de ficat de maimuţã, transplantul de celule neurale de embrion de porc, la un pacient cu boalã Parkinson, transplantul de mãduvã osoasã de la babuin, la un pacient cu SIDA.

Barierele xenotransplantãrii sunt multiple: unele organe de la alte specii nu funcţioneazã adecvat în noul mediu. Rinichiul de cimpanzeu este funcţional în organismul uman. Persoanele transplantate cu rinichi de porc devin anemice, probabil pentru cã eritropoetina nu este activã, iar cele cu ficat de babuin au nivele mai mici de colesterol (echivalente cu cele de babuin) şi nivele foarte scãzute de acid uric (pentru cã ficatul de babuin nu produce acid uric). Grefarea celulelor sanguine stem xenogenice este limitatã de absenţa factorului de creştere specific celulelor stem transplantate.

Xenogrefele pot fi neconcordante (de la porc) sau concordante (de la cimpanzeu, babuin). La perechile neconcordante, titrul anticorpilor preformaţi este detectabil şi xenogrefele sunt respinse hiperacut (în câteva minute), prin reacţia de activare a endoteliului. Pentru respingerea hiperacutã a grefelor neconcordante, un alt factor critic (alãturi de anticorpii preformaţi) al producerii leziunilor endoteliale este complementul şi proteinele sale reglatoare. In combinaţia porc-om, anticorpii preformaţi se leagã la nivelul determinanţilor antigenici de galactozã α (1,3)-galactozã ai endoteliului grefei, deoarece omul a pierdut gena pentru enzima alfa-galactozil-transferazã şi nu posedã acest epitop. Activarea complementului se face pe calea clasicã, iar în absenţa anticorpilor preformaţi, pe calea alternã. In esenţã, respingerea hiperacutã se datoreazã reacţiei endoteliale la activarea complementului, mediatã de anticorpii preformaţi (IgG anti-α-gal).  

Incompatibilitatea combinaţiei porc-om se datoreazã faptului cã porcul exprimã un nou antigen de grup sanguin, α-gal(gal-α 1,3-gal) (la om, specificitatea antigenicã a grupului 0 este conferitã de L-fucozã, a grupuluiA, de N-acetil-galactozaminã, galactozã şi L-fucozã, iar a grupului B, de D-galactozã şi L-fucozã). α-gal nu este singurul determinant recunoscut de anticorpii naturali umani. Alte heteroantigene pot deveni importante, dupã transplantul organului. Anticorpii xenoreactivi, specifici faţã de epitopii α 1,3-gal şi complementul sunt factorii majori ai respingerii hiperacute.

Ţinta respingerii hiperacute este endoteliul vascular. Activarea endoteliului produce cele mai evidente manifestãri ale respingerii hiperacute: tromboza intravascularã, hemoragia extravascularã şi edemul.

În asocierile concordante, titrul anticorpilor preformaţi nu este detectabil şi respinerea este acutã, datoritã aceluiaşi fenomen de activare a endoteliului vascular.

Respingerea întârziatã (acutã) a xenogrefelor concordante se face în 2-3 zile (mult mai repede decât a alogrefelor). Din punct de vedere histologic, respingerea acutã relevã mai puţinã hemoragie, dar cu trombozã intravascularã semnificativã, ca şi în reacţia hiperacutã, deoarece ţinta este endoteliul vascular. Respingerea acutã a xenogrefei se datoreazã anticorpilor a cãror sintezã este indusã de antigenele xenogrefei. Se sintetizeazã preponderent IgG anti-α-gal, al cãror titru creşte rapid.

Progresul în xenotransplantare s-a fãcut în sensul prevenirii respingerii hiperacute: imunosupresia receptorului de grefã şi ingineria genicã a donorului pentru a elimina marile diferenţe antigenice dintre xenogrefe şi alogrefe. La şoarece s-a reuşit eliminarea genei galactozil-transferazei prin recombinare homologã, dar tehnologia nu este adecvatã pentru alte specii. Eliminarea antigenului α-gal, expune un nou determinant glucidic, faţã de care omul are un nivel scãzut de anticorpi preformaţi.

Imunosupresia

Variantele alelice multiple codificatoare ale moleculelor CMH fac cu totul improbabilã posibilitatea ca douã organisme sã fie identice pentru moleculele CMH, cu excepţia gemenilor monozigoţi. Natura determinismului genetic al moleculelor CMH nu este favorabilã transplantului de ţesuturi şi organe. Amplitudinea procesului de respingere a grefei este parţial dependentã de gradul de incompatibilitate al antigenelor CMH, dintre donor şi receptor.

Scopul imunosupresiei selective este de a menţine funcţionalitatea mecanismelor de apãrare a organismului, faţã de infecţiile virale, bacteriene, fungice şi faţã de paraziţi, de a pãstra capacitatea SFM de a fagocita celulele îmbãtrânite şi de a proteja mecanismele de imunosupraveghere care eliminã celulele maligne. Pe de altã parte, se urmãreşte inducerea stãrii de toleranţã faţã de antigenele organului grefat (rinichi, ficat, inimã). În cazul maladiilor autoimune, dezideratul imunosupesiei este inhibiţia selectivã a reactivitãţii imunitare autoagresive faţã de antigenele retinei (în uveitã)sau faţã de antigenele colonului (în boala Crohn).

Un medicament imunosupresor trebuie sã întruneascã urmãtoarele criterii:

-> sã inhibe activarea rãspunsului imun şi sã fie eficient faţã de procesele imunitare în curs de desfãşurare;

-> sã aibã acţiune selectivã, adicã sã producã deleţia clonalã sau sã inactiveze numai anumite subpopulaţii de celule imunocompetente;

-> sã aibã un index terapeutic bun, adicã un raport favorabil între doza terapeuticã şi cea toxicã.

Pentru supravieţuirea grefei, transfuziile de sânge cu specificitatea antigenicã a donorului sau transfuziile nespecifice, ca şi testele de histocompatibilitate sunt importante numai dacã se asociazã cu imunosupresia, cu scopul diminuãrii reactivitãţii imunitare. Terapia imunosupresoare este foarte complexã, pentru cã nici un agent chimic nu are acţiune strict selectivã asupra ţesutului limfoid. Imunosupresia se realizeazã prin:

-> iradierea x

-> terapia imunosupresoare

-> metode imunologice.

Terapia imunosupresoare. Medicamentele imunosupresoare inhibã nespecific reactivitatea imunitarã şi se administreazã atât dupã grefa tisularã, cât şi pacienţilor cu maladii reumatice, caracterizate prin reactivitate imunitarã excesivã.

Imunosupresia s-a realizat cu o varietate de agenţi terapeutici: hormoni corticosteroizi, medicamente citotoxice. Cele mai multe metode convenţionale de imunosupresie îşi realizeazã efectul în mod neselectiv.

Medicamentele citotoxice au fost iniţial folosite în tratamentul neoplaziilor, dar reprezintã o modalitate importantã de imunosupresie pentru tratamentul maladiilor autoimune.

Chimioterapia administratã pacienţilor neoplazici produce, uneori, o imunosupresie profundã. Medicamentele citotoxice sunt imunosupresoare deoarece distrug celulele imunocompetente sau blocheazã proliferarea lor.

Agenţii citotoxici folosiţi pentru imunosupresie(dar şi în tratamentul neoplaziilor) sunt:

-> agenţi alchilanţi

-> antimetaboliţi: analogi ai purinelor (6-mercaptopurina şi azatioprina); analogi pirimidinici (citozin-arabinozida);

-> antagoniştii acidului folic (methotrexatul).

Ciclofosfamida este compusul prototip al agenţilor alchilanţi. Acţiunea sa este nespecificã, asupra tuturor subpopulaţiilor de limfocite şi a celulelor nelimfoide care intrã în faza S.

Agenţii din categoriile menţionate, au acţiune nespecificã, adicã acţiunea lor nu este limitatã la celulele imunocompetente. Ei produc leziuni asupra tuturor celulelor aflate în mitozã, inclusiv asupra celulelor hematopoetice. Respingerea grefei poate fi blocatã, dar acţiunea neselectivã a acestor agenţi produce efecte secundare toxice prea severe şi rezultatele au fost considerate ca nesatisfãcãtoare.

Ciclosporina este un peptid ciclic lipofil, izolat din culturi de microorganisme şi acţioneazã specific asupra limfocitelor, inhibând transcrierea genicã pe o cale dependentã de Ca, adicã blocheazã progresia ciclului celular de la G₀ la G₁. Este un agent imunosupresor mai selectiv, deoarece acţioneazã asupra celulelor Th, fãrã efecte notabile asupra altor subpopulaţii de limfocite T, asupra limfocitelor B, granulocitelor sau macrofagelor. Efectul major pare a fi inhibiţia sintezei IL-2. Imunosupresia cu ciclosporinã este o modalitate imunofarmacologicã, datoritã acţiunii sale selective faţã de celulele imunocompetente.

În ultimii ani s-au identificat câţiva compuşi chimici naturali, izolaţi ca şi ciclosporina, din culturi de microorganisme: tacrolimus, sirolimus (rapamycin), mizoribine şi spergualin.

Tacrolimus este o lactonã macrociclicã lipofilã, cu mecanism de acţiune asemãnãtor cu al ciclosporinei. Sirolimus este un macrolid care inhibã proliferarea celulelor T, prin blocarea trecerii de la faza G₁ la faza S.

Imunosupresorul ideal va media inducerea toleranţei, în special în transplant, adicã va permite sistemului imunitar sã adopte ca self, moleculele CMH specifice ţesutului grefat.

Radiaţia ionizantã x şi gama produce ionizarea atomilor şi genereazã radicali liberi, în special radicalul OH^., foarte reactiv, principalul agent ce mediazã moartea celulelor iradiate. Efectele radiaţiilor ionizante sunt dependente de dozã. Celulele stem şi celulele imature sunt foarte sensibile. Limfocitele T sunt mai rezistente decât limfocitele B, iar monocitele şi macrofagele sunt relativ rezistente.

Corticosteroizii sunt cele mai folosite medicamente, cu efect inhibitor asupra rãspunsului imun, dar şi al proceselor inflamatorii. S-a propus mecanismul limfolizei, dar la om acest efect nu se produce. Timp de 4-6 ore dupã administrare, corticosteroizii reduc numãrul de leucocite circulante (limfocite, monocite, eozinofile), dar creşte semnificativ numãrul neutrofilelor. Valorile leucocitelor revin la normal în 24 de ore. Limfocitele T, precum şi monocitele pãrãsesc circulaţia şi migreazã în mãduva osoasã, iar limfocitele B sunt relativ rezistente la corticosteroizi. Eozinopenia, dupã injectarea corticosteroizilor, explicã efectele benefice ale acestor hormoni la persoanele alergice.

Serul antilimfocitar (SAL) şi globulina antitimocitarã se obţin prin injectarea limfocitelor, respectiv a timocitelor, la o specie xenogenã. Se folosesc celulele ductului toracic sau timocitele pentru imunizarea iepurelui sau calului. Din serul heterolog se separã fracţia imunoglobulinicã, ce se administreazã intravenos pentru depãşirea unei stãri critice dupã grefare.

Anticorpii policlonali din SAL au fost înlocuiţi cu AMC specifici faţã de antigene celulare de suprafaţã: AMC anti-receptor de IL-2 şi anti CD₄.

Deoarece citochinele sunt molecule foarte importante în reacţia imunitarã, s-a încercat neutralizarea lor cu receptori solubili.

Deleţia specificã a populaţiilor de limfocite este posibilã cu preparatele denumite imunotoxine. Acestea sunt complexe ce constau din douã componente: un anticorp monoclonal care asigurã recunoaşterea specificã  a ţintei celulare şi o componentã toxicã (ricina, toxina diftericã).