21.7 : Transplantation et immunologie du cancer
- Page ID
- 195460
Objectifs d'apprentissage
- Expliquez pourquoi le groupe sanguin est important et ce qui se passe lorsque du sang non apparié est utilisé lors d'une transfusion.
- Décrire comment le typage tissulaire est effectué lors d'une greffe d'organe et le rôle des médicaments anti-rejet pour les
- Montrez comment la réponse immunitaire est capable de contrôler certains cancers et comment cette réponse immunitaire peut être renforcée par les vaccins anticancéreux
Les réponses immunitaires aux organes transplantés et aux cellules cancéreuses sont deux problèmes médicaux importants. Grâce au typage tissulaire et aux médicaments antirejet, la transplantation d'organes et le contrôle de la réponse immunitaire anti-transplantation ont fait d'énormes progrès au cours des 50 dernières années. De nos jours, ces procédures sont monnaie courante. Le typage tissulaire est la détermination des molécules MHC dans le tissu à transplanter afin de mieux faire correspondre le donneur au receveur. La réponse immunitaire au cancer, en revanche, s'est révélée plus difficile à comprendre et à contrôler. Bien qu'il soit clair que le système immunitaire peut reconnaître certains cancers et les contrôler, d'autres semblent résister aux mécanismes immunitaires.
Le facteur Rh
Les globules rouges peuvent être typés en fonction de leurs antigènes de surface. Le groupe sanguin ABO, dans lequel les individus sont de type A, B, AB ou O selon leur génétique, en est un exemple. Un système antigénique distinct observé sur les globules rouges est l'antigène Rh. Lorsqu'une personne est « A positive » par exemple, la valeur positive fait référence à la présence de l'antigène Rh, alors qu'une personne « A négative » n'aurait pas cette molécule.
Une conséquence intéressante de l'expression du facteur Rh est observée dans l'érythroblastose foetale, une maladie hémolytique du nouveau-né (Figure\(\PageIndex{1}\)). Cette maladie survient lorsque des mères négatives pour l'antigène Rh ont plusieurs enfants Rh positifs. Lors de la naissance d'un premier enfant Rh positif, la mère produit une réponse primaire en anticorps anti-RH contre les cellules sanguines foetales qui pénètrent dans le sang maternel. Si la mère a un deuxième enfant Rh positif, les anticorps IgG dirigés contre le sang Rh positif accumulés lors de cette réponse secondaire traversent le placenta et attaquent le sang foetal, provoquant une anémie. Cela est dû au fait que le fœtus n'est pas génétiquement identique à la mère et que la mère est donc capable de développer une réponse immunitaire contre lui. Cette maladie est traitée avec des anticorps spécifiques au facteur Rh. Ils sont administrés à la mère lors des accouchements suivants, détruisant tout sang foetal susceptible de pénétrer dans son système et empêchant la réponse immunitaire.
Transplantation de tissus
La transplantation tissulaire est plus compliquée que la transfusion sanguine en raison de deux caractéristiques des molécules du CMH. Ces molécules sont la principale cause de rejet de greffe (d'où le nom « histocompatibilité »). La polygénie du CMH fait référence aux multiples protéines du CMH présentes sur les cellules, et le polymorphisme du CMH fait référence aux multiples allèles de chaque locus du MHC individuel. Ainsi, de nombreux allèles peuvent être exprimés dans la population humaine (Tableau et Tableau). Lorsqu'un organe donneur exprime des molécules du CMH différentes de celles du receveur, ce dernier produit souvent une réponse cytotoxique des lymphocytes T à l'organe et la rejette. Sur le plan histologique, si la biopsie d'un organe transplanté révèle une infiltration massive de lymphocytes T dans les premières semaines suivant la greffe, cela indique que la greffe est susceptible d'échouer. La réponse est une réponse immunitaire primaire classique et très spécifique des lymphocytes T. En ce qui concerne la médecine, la réponse immunitaire dans ce scénario ne fait aucun bien au patient et cause des dommages importants.
| Tableau partiel des allèles du MHC humain (classe I) | ||
|---|---|---|
| Gène | Nombre d'allèles | Nombre de composants possibles de la protéine MHC I |
| UN | 2132 | 1527 |
| B | 2798 | 2110 |
| C | 1672 | 1200 |
| E | 11 | 3 |
| F | 22 | 4 |
| G | 50 | 16 |
| Tableau partiel des allèles du MHC humain (classe II) | ||
|---|---|---|
| Gène | Nombre d'allèles | Nombre de composants possibles de la protéine MHC II |
| DRA | 7 | 2 |
| DRB | 1297 | 958 |
| DQA1 | 49 | 31 |
| DQB1 | 179 | 128 |
| DPA 1 | 36 | 18 |
| DPB1 | 158 | 136 |
| DMA | 7 | 4 |
| DMB | 13 | 7 |
| DOA | 12 | 3 |
| DOB | 13 | 5 |
Les médicaments immunosuppresseurs tels que la cyclosporine A ont amélioré le succès des greffes, mais il est toujours essentiel de faire correspondre les molécules du CMH. Chez l'homme, six molécules du CMH présentent le plus grand nombre de polymorphismes, trois molécules de classe I (A, B et C) et trois molécules de classe II appelées DP, DQ et DR. Une greffe réussie nécessite généralement une correspondance entre au moins 3 à 4 de ces molécules, un plus grand nombre de correspondances étant associé à un plus grand succès. Les membres de la famille, puisqu'ils ont des antécédents génétiques similaires, sont beaucoup plus susceptibles de partager les molécules du CMH que les personnes non apparentées. En fait, en raison des nombreux polymorphismes de ces molécules du CMH, les donneurs non apparentés ne sont trouvés que par le biais d'une base de données mondiale. Le système n'est toutefois pas infaillible, car il ne compte pas suffisamment de personnes pour fournir les organes nécessaires au traitement de tous les patients qui en ont besoin.
L'une des maladies de la transplantation concerne les greffes de moelle osseuse, qui sont utilisées pour traiter diverses maladies, notamment le SCID et la leucémie. Comme les cellules de moelle osseuse transplantées contiennent des lymphocytes capables de provoquer une réponse immunitaire et que la réponse immunitaire du receveur a été détruite avant la greffe, les cellules du donneur peuvent attaquer les tissus du receveur, provoquant ainsi une maladie du greffon contre l'hôte. Les symptômes de cette maladie, qui incluent généralement une éruption cutanée et des lésions du foie et des muqueuses, sont variables et des tentatives ont été faites pour modérer la maladie en retirant d'abord les lymphocytes T matures de la moelle osseuse du donneur avant de la transplanter.
Réponses immunitaires contre le cancer
Il est clair que pour certains cancers, par exemple le sarcome de Kaposi, un système immunitaire sain est efficace pour les contrôler (Figure\(\PageIndex{2}\)). Cette maladie, causée par l'herpèsvirus humain, n'est presque jamais observée chez les personnes dont le système immunitaire est fort, comme les jeunes et les immunocompétentes. D'autres exemples de cancers causés par des virus incluent le cancer du foie causé par le virus de l'hépatite B et le cancer du col de l'utérus causé par le virus du papillome humain. Comme des vaccins sont disponibles pour ces deux derniers virus, le fait de se faire vacciner peut aider à prévenir ces deux types de cancer en stimulant la réponse immunitaire.
D'autre part, comme les cellules cancéreuses sont souvent capables de se diviser et de muter rapidement, elles peuvent échapper à la réponse immunitaire, tout comme le font certains agents pathogènes tels que le VIH. La réponse immunitaire à de nombreux cancers comporte trois étapes : élimination, équilibre et évacuation. L'élimination se produit lorsque la réponse immunitaire se développe pour la première fois en direction d'antigènes spécifiques à la tumeur et tue activement la plupart des cellules cancéreuses, suivie d'une période d'équilibre contrôlé pendant laquelle les cellules cancéreuses restantes sont contrôlées. Malheureusement, de nombreux cancers mutent, de sorte qu'ils n'expriment plus d'antigènes spécifiques auxquels le système immunitaire peut réagir, et une sous-population de cellules cancéreuses échappe à la réponse immunitaire, poursuivant ainsi le processus de la maladie.
Ce fait a conduit à des recherches approfondies visant à trouver des moyens d'améliorer la réponse immunitaire précoce afin d'éliminer complètement le cancer précoce et ainsi d'empêcher une évasion ultérieure. L'une des méthodes qui a connu un certain succès est l'utilisation de vaccins contre le cancer, qui se distinguent des vaccins viraux et bactériens en ce qu'ils sont dirigés contre les cellules de l'organisme. Les cellules cancéreuses traitées sont injectées à des patients atteints de cancer afin d'améliorer leur réponse immunitaire anticancéreuse et ainsi de prolonger leur survie. Le système immunitaire a la capacité de détecter ces cellules cancéreuses et de proliférer plus rapidement que les cellules cancéreuses, écrasant ainsi le cancer de la même manière que pour les virus. Des vaccins contre le cancer ont été mis au point pour le mélanome malin, un cancer de la peau très mortel, et le carcinome des cellules rénales (reins). Ces vaccins en sont encore au stade de développement, mais certains résultats positifs et encourageants ont été obtenus sur le plan clinique.
Il est tentant de considérer la complexité du système immunitaire et les problèmes qu'il cause comme un élément négatif. Les avantages de l'immunité sont toutefois bien plus importants : les avantages de rester en vie l'emportent largement sur les inconvénients causés par des dysfonctionnements du système. Fonctionnant sur le « pilote automatique », le système immunitaire aide à maintenir votre santé et à tuer les agents pathogènes. La seule fois où l'on oublie réellement la réponse immunitaire, c'est lorsqu'elle n'est pas efficace et que la maladie en résulte ou, comme dans le cas extrême de l'infection au VIH, lorsque le système immunitaire est complètement défaillant.
CONNEXION QUOTIDIENNE
Comment le stress affecte la réponse immunitaire : les liens entre les systèmes immunitaire, nerveux et endocrinien du corps
Le système immunitaire ne peut pas exister de manière isolée. Après tout, il doit protéger tout le corps contre les infections. Par conséquent, le système immunitaire doit interagir avec d'autres systèmes organiques, parfois de manière complexe. Trente ans de recherche portant sur les liens entre le système immunitaire, le système nerveux central et le système endocrinien ont donné naissance à une nouvelle science sous le nom complexe de psychoneuroimmunologie. Les connexions physiques entre ces systèmes sont connues depuis des siècles : tous les organes primaires et secondaires sont connectés à des nerfs sympathiques. Ce qui est plus complexe, cependant, c'est l'interaction des neurotransmetteurs, des hormones, des cytokines et d'autres molécules de signalisation solubles, ainsi que le mécanisme de « diaphonie » entre les systèmes. Par exemple, les globules blancs, y compris les lymphocytes et les phagocytes, possèdent des récepteurs pour divers neurotransmetteurs libérés par les neurones associés. De plus, des hormones telles que le cortisol (produit naturellement par le cortex surrénalien) et la prednisone (synthétique) sont bien connues pour leur capacité à supprimer les mécanismes immunitaires des lymphocytes T, d'où leur utilisation importante en médecine comme anti-inflammatoires à long terme.
Une interaction bien établie entre les systèmes immunitaire, nerveux et endocrinien est l'effet du stress sur la santé immunitaire. Dans le passé évolutif des vertébrés humains, le stress était associé à la réaction de combat ou de fuite, principalement médiée par le système nerveux central et la médulla surrénalienne. Ce stress était nécessaire à la survie. L'action physique de se battre ou de courir, quelle que soit la décision de l'animal, résout généralement le problème d'une manière ou d'une autre. D'autre part, aucune action physique ne permet de résoudre la plupart des stress modernes, y compris les facteurs de stress à court terme tels que les examens et les facteurs de stress à long terme tels que le chômage ou la perte d'un conjoint. L'effet du stress peut être ressenti par presque tous les systèmes organiques, et le système immunitaire ne fait pas exception (Tableau).
| Effets du stress sur les systèmes corporels |
| Système | Maladie liée au stress |
| Système tégumentaire | Acné, éruptions cutanées, irritation |
| Système nerveux | Céphalées, dépression, anxiété, irritabilité, perte d'appétit, manque de motivation, diminution des performances mentales |
| Systèmes musculaires et squelettiques | Douleurs musculaires et articulaires, douleurs au cou et aux épaules |
| Système circulatoire | Augmentation du rythme cardiaque, hypertension, probabilité accrue de crise cardiaque |
| Système digestif | Indigestion, brûlures d'estomac, maux d'estomac, nausées, diarrhée, constipation, prise ou perte de poids |
| Système immunitaire | Capacité réduite à combattre les infections |
| Système reproducteur masculin | Diminution de la production de sperme, impuissance, diminution du désir sexuel |
| Système reproducteur féminin | Cycle menstruel irrégulier, diminution du désir sexuel |
À un moment donné, on supposait que tous les types de stress réduisaient tous les aspects de la réponse immunitaire, mais les recherches menées au cours des dernières décennies ont permis de brosser un tableau différent. Tout d'abord, la plupart des stress à court terme n'altèrent pas suffisamment le système immunitaire des personnes en bonne santé pour entraîner une augmentation de l'incidence des maladies. Cependant, les personnes âgées et celles dont la réponse immunitaire est supprimée en raison d'une maladie ou de médicaments immunosuppresseurs peuvent réagir même à des facteurs de stress à court terme en devenant plus souvent malades. Il a été découvert que le stress à court terme détourne les ressources de l'organisme vers l'amélioration des réponses immunitaires innées, qui ont la capacité d'agir rapidement et semblent aider le corps à mieux se préparer à d'éventuelles infections associées au traumatisme pouvant résulter d'un échange entre combat ou fuite. Le fait de détourner des ressources de la réponse immunitaire adaptative pose toutefois son lot de problèmes dans la lutte contre les maladies.
Le stress chronique, contrairement au stress à court terme, peut inhiber les réponses immunitaires même chez des adultes en bonne santé. La suppression des réponses immunitaires innées et adaptatives est clairement associée à l'augmentation de certaines maladies, comme c'est le cas lorsque des personnes perdent leur conjoint ou subissent d'autres stress à long terme, comme la prise en charge d'un conjoint atteint d'une maladie mortelle ou d'une démence. La nouvelle science de la psychoneuroimmunologie, bien qu'elle en soit encore à ses débuts, a le potentiel de faire des avancées passionnantes dans notre compréhension de la façon dont les systèmes nerveux, endocrinien et immunitaire ont évolué ensemble et communiquent entre eux.
Révision du chapitre
La transfusion sanguine et la transplantation d'organes nécessitent toutes deux une compréhension de la réponse immunitaire afin de prévenir les complications médicales. Le sang doit être typé de manière à ce que les anticorps naturels contre le sang non apparié ne le détruisent pas, causant plus de mal que de bien au receveur. Les organes transplantés doivent correspondre à leurs molécules MHC et, grâce à l'utilisation de médicaments immunosuppresseurs, ils peuvent être efficaces même s'il n'est pas possible d'obtenir une correspondance tissulaire exacte. Un autre aspect de la réponse immunitaire est sa capacité à contrôler et à éradiquer le cancer. Bien qu'il ait été démontré que cela se produit pour certains cancers rares et ceux causés par des virus connus, la réponse immunitaire normale à la plupart des cancers n'est pas suffisante pour contrôler la croissance du cancer. Ainsi, les vaccins contre le cancer conçus pour améliorer ces réponses immunitaires sont prometteurs pour certains types de cancer.
Questions de révision
Q. Lequel des termes suivants signifie « plusieurs gènes » ?
A. polymorphisme
B. polygénie
C. polypeptide
D. allèles multiples
Réponse : B
Q. Pourquoi avons-nous des anticorps naturels ?
R. Nous ne savons pas pourquoi.
B. immunité aux bactéries environnementales
C. immunité aux greffes
D. à partir de la sélection clonale
Réponse : B
Q. Quel type de cancer est associé au VIH ?
A. Sarcome de Kaposi
B. mélanome
C. lymphome
D. carcinome rénal
Réponse : A
Q. Comment fonctionne la cyclosporine A ?
A. supprime les anticorps
B. supprime les lymphocytes T
C. supprime les macrophages
D. supprime les neutrophiles
Réponse : B
Q. Quelle maladie est associée à la greffe de moelle osseuse ?
A. diabète sucré de type I
B. mélanome
C. maux de tête
D. maladie du greffon contre l'hôte
Réponse : D
Questions sur la pensée critique
Q. Décrivez comment le stress affecte les réponses immunitaires.
R. Le stress provoque la libération d'hormones et l'activation de nerfs qui suppriment la réponse immunitaire. Le stress à court terme a peu d'effet sur la santé d'une personne déjà en bonne santé, alors que le stress chronique entraîne une augmentation du nombre de cas de maladie chez ces personnes.
Références
Robinson J, Mistry K, McWilliam H, Lopez R, Parham P, Marsh SG. Recherche sur les acides nucléiques. Base de données IMGT/HLA [Internet]. 2011 [consultée le 1er avril 2013] ; 39:D1171—1176. Disponible en ligne à : http://europepmc.org/abstract/MED/21071412
Robinson, J., Malik, A., Parham, P., Bodmer, J.G., Marsh, S.G. Antigènes tissulaires. Base de données IMGT/HLA [Internet]. 2000 [consultée le 1er avril 2013] ; 55 (3) :280—287. Disponible en ligne à : europepmc.org/Abstract/Med/10... TivSA2ZHVimg.6
Lexique
- érythroblastose foetale
- maladie des nouveau-nés présentant un facteur Rh positif chez des mères Rh négatives ayant plusieurs enfants Rh positifs ; résultant de l'action d'anticorps maternels contre le sang foetal
- maladie du greffon contre l'hôte
- dans les greffes de moelle osseuse ; survient lorsque les cellules transplantées produisent une réponse immunitaire contre le receveur
- Polygénie du MHC
- plusieurs gènes du MHC et leurs protéines trouvés dans les cellules du corps
- Polymorphisme du MHC
- plusieurs allèles pour chaque locus du MHC
- psychoneuroimmunologie
- étude des liens entre les systèmes immunitaire, nerveux et endocrinien
- typage des tissus
- typage de molécules MHC entre un receveur et un donneur en vue de leur utilisation dans le cadre d'une éventuelle procédure de transplantation