Dans un récent rapport de cas publié dans The Lancet, des chercheurs ont décrit une xénotransplantation cardiaque de porc génétiquement modifiée chez un homme de 57 ans souffrant d’insuffisance cardiaque en phase terminale. Cela a mis en évidence des facteurs qui pourraient aider à améliorer les résultats de la xénotransplantation à l’avenir.
Le patient n’était pas éligible pour une allogreffe et avait besoin d’un support d’oxygénation de la membrane extracorporelle veino-artérielle en raison d’une détérioration de son état cardiaque.
Le porc donneur avait dix gènes modifiés et a réussi toutes les méthodes de dépistage employées dans les expériences sur les primates non humains (PNH).
Étude: Dysfonctionnement du greffon dans l’utilisation compassionnelle de la xénotransplantation cardiaque génétiquement modifiée de porc à l’homme : à propos d’un cas. Crédit d’image : CrystalEyeStudio/Shutterstock.com
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont surveillé de manière approfondie le patient dans une unité de soins intensifs (USI) pour rassembler tous les paramètres physiologiques et biochimiques essentiels à la prise en charge de tous les receveurs de greffe cardiaque.
De plus, ils ont effectué une réaction en chaîne par polymérase (PCR) de l’acide désoxyribonucléique (ADN) et une transcription de l’acide ribonucléique (ARN) pour des études immunologiques et histopathologiques approfondies, y compris la microscopie électronique (EM) et la quantification du cytomégalovirus porcin ou du roseolovirus porcin (PCMV/PRV) dans le xénogreffe et cellules et tissus du receveur.
En outre, les chercheurs ont effectué une liaison d’immunoglobuline intraveineuse (IVIG) aux cellules du donneur et un séquençage d’ARN unicellulaire de cellules mononucléaires du sang périphérique (PBMC).
Résultats
Après une chirurgie de xénotransplantation réussie, jusqu’au jour postopératoire 47, le patient était stable sur le plan hémodynamique ; sa greffe a bien fonctionné à l’échocardiographie et a rempli des fonctions cardiovasculaires et autres. Ensuite, la xénogreffe est rapidement devenue oedémateuse, et le patient a souffert d’insuffisance cardiaque diastolique.
La biopsie endomyocardique au 50e jour postopératoire a révélé que le liquide et les globules rouges (GR) s’accumulaient avec peu de cellules inflammatoires dans l’espace interstitiel. Puis, au jour 56, le tissu fibrotique a remplacé l’œdème interstitiel au fil du temps, entraînant une microangiopathie thrombotique rare et un dépôt de complément.
Les investigations EM ont montré que le lit capillaire myocardique et les cellules myocardiques voisines ont subi des lésions des cellules endothéliales qui ont provoqué des changements dégénératifs dans ces cellules, y compris la perte de myofilaments. Les médecins ne comprenaient pas la raison de ces dégâts aussi importants. L’examen des spécimens post-mortem n’a pas détecté de virus intact.
Ensemble, ces événements ont détérioré l’état du patient. Ainsi, avec le consentement de sa famille, les médecins ont retiré leur soutien et, par la suite, le patient est décédé d’un échec de la greffe au jour 60 après la chirurgie.
Il est à noter que chez ce patient, en raison de sa pancytopénie et de la probabilité accrue de contracter des infections récurrentes, les chercheurs ont dû réduire l’immunosuppression.
Il avait des quantités importantes de lymphocytes B et T dans le ganglion lymphatique médiastinal après deux jours de traitement immunosuppresseur, indiquant une induction incomplète ; pourtant, les résultats du phénotypage des lymphocytes B étaient inexacts en raison de l’interférence des plasmocytes et du peu de lymphocytes B en circulation.
Dans les modèles non PSN, le mycophénolate mofétil est un élément clé de l’immunosuppression. Son utilisation a complètement cessé chez ce patient entre les jours postopératoires 20 et 54.
Au lieu de cela, les médecins ont administré du tacrolimus au patient et, comme dans les études sur les PSN, il n’a pas pu empêcher de manière inefficace le rejet de greffe. Il a également probablement contribué aux dommages aux cellules endothéliales induits par les xéno-anticorps de porc.
Dans des études sur les NHP, les chercheurs ont démontré qu’une dose élevée de 2C10R4 supprime adéquatement la fonction des lymphocytes B, empêchant l’émergence d’anticorps anti-greffe.
Étant donné que la dose minimale efficace de KPL-404 chez l’homme dans les contextes de transplantation est inconnue, les chercheurs ont tenté de délivrer sa concentration la plus élevée à ce patient tout en tenant compte des facteurs extrinsèques.
Cependant, plusieurs facteurs ont réduit la biodisponibilité de cet anticorps thérapeutique à sa cible. Premièrement, une réponse inflammatoire accrue ou une disposition médicamenteuse ciblée a augmenté la dose de médicament nécessaire pour maintenir ses niveaux thérapeutiques chez ce patient.
Deuxièmement, les facteurs extrinsèques ont joué un rôle ; les exemples incluent la plasmaphérèse et la liaison des IVIG aux cellules endothéliales, qui ont empêché la liaison Fc du KPL-404.
De plus, les auteurs ont noté des niveaux plus élevés d’IgG anti-porc chez ce patient après l’administration d’IgIV pour une hypogammaglobulinémie sévère. Il existe des preuves que les IgIV sont bénéfiques dans l’allogreffe. Ainsi, les chercheurs ont testé trois IVIG différentes disponibles dans le commerce avec des cellules endothéliales aortiques provenant du cœur de porc donneur.
Cependant, l’observation que le sérum du patient avait des concentrations élevées d’IgG anti-porc et sa liaison accrue sur l’immunohistochimie suggérait une source d’IgG exogène.
Elle a confirmé que le rôle des anticorps anti-porc dans la thérapie IVIG a déclenché des dommages endothéliaux, qui pourraient être plus importants dans la xénotransplantation que dans l’allogreffe. Ainsi, il a besoin d’une enquête plus approfondie dans les études futures.
En outre, les auteurs ont pris en compte la probabilité d’un rejet médié par les xéno-anticorps. En raison des niveaux réduits de médicaments immunosuppresseurs chez le receveur, les auteurs ont noté une lésion endothéliale et un faible dépôt de C4d dans la première et des thrombus limités dans la dernière biopsie.
Les auteurs ont souligné que le rôle critique de la voie du complément ne peut être négligé, malgré les gènes protecteurs, par exemple, hCD47, hCD46, présence de hDAF et inhibition de la C1 estérase.
Ainsi, ils ont effectué quelques dosages du complément pour interpréter avec précision le rôle de la voie du complément dans la xénotransplantation et son rejet. Cependant, en raison d’un manque de disponibilité des tissus et de contrôles appropriés, ces tests n’ont pas pu obtenir de résultats convaincants sur le rôle autologue de C3.
Ainsi, les futures expériences devraient évaluer en profondeur le rôle des voies du complément dans les cas de xénotransplantation.
Le porc était positif pour l’ADN de PCMV/PRV, et les auteurs ont également détecté l’ADN de PCMV/PRV dans la xénogreffe transplantée ; cependant, aucun tissu du patient n’avait de virus transcrivant activement.
Très probablement, l’ADNémie PCMV/PRV résultait de cellules de xénogreffe circulantes (ou lysées) à partir de virions PCMV/PRV fabriqués dans la xénogreffe, et non dans les organes du patient. Malgré la preuve de l’ADNémie PCMV/PRV, les chercheurs n’ont observé aucun changement cytopathique dans le cœur sur EM.
Néanmoins, les données EM ont révélé la réactivation du virus PCMV/PRV latent dans le cœur du porc. Probablement, la suppression immunitaire a initié une lésion endothéliale étendue déclenchée par la lyse cellulaire. De plus, une évaluation du myocarde a démontré des dommages graduels et une perte de lit capillaire.
conclusion
Dans ce rapport de cas, les chercheurs ont identifié des médiateurs potentiels de la lésion endothéliale observée. Ils ont également trouvé des preuves que la réactivation et la réplication du PCMV/PRV latent dans la xénogreffe ont déclenché une réponse inflammatoire létale. Ces résultats ont indiqué des mesures spécifiques pour améliorer les résultats de la xénotransplantation à l’avenir.
Ainsi, les chercheurs ont conclu qu’un cœur de porc génétiquement modifié et une thérapie à base d’anti-CD40 pourraient maintenir en vie un receveur de xénogreffe jusqu’à 60 jours.
Cependant, davantage d’études sur la transplantation de porc à l’homme pourraient améliorer la compréhension des mécanismes régissant les échecs de xénogreffe chez l’homme afin d’éclairer une meilleure gestion de la xénotransplantation clinique.
