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PHYSIOPATHOLOGIE DES HEMOLYSES POST-TRANSFUSIONNELLES ASPECTS PARTICULIERS CHEZ LE DREPANOCYTAIRE

PHYSIOPATHOLOGIE DES HEMOLYSES POST-TRANSFUSIONNELLES ASPECTS PARTICULIERS CHEZ LE DREPANOCYTAIRE. F.Noizat-Pirenne, Etablissement Français du Sang Site Henri Mondor france.noizat-pirenne@efs.sante.fr. DU DREPANOCYTOSE. L’HEMOLYSE POST-TRANSFUSIONNELLE. CLASSIQUEMENT :

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PHYSIOPATHOLOGIE DES HEMOLYSES POST-TRANSFUSIONNELLES ASPECTS PARTICULIERS CHEZ LE DREPANOCYTAIRE

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Presentation Transcript

  1. PHYSIOPATHOLOGIE DES HEMOLYSES POST-TRANSFUSIONNELLESASPECTS PARTICULIERS CHEZ LE DREPANOCYTAIRE F.Noizat-Pirenne, Etablissement Français du Sang Site Henri Mondor france.noizat-pirenne@efs.sante.fr DU DREPANOCYTOSE

  2. L’HEMOLYSE POST-TRANSFUSIONNELLE CLASSIQUEMENT : Conflit antigène érythrocytaire/anticorps anti-érythrocytaire Les antigènes : - Antigènes de groupes sanguins exprimés à la membrane du GR Les anticorps - Anticorps préexistants « naturels » du système ABO accident immédiat, erreur humaine - Anticorps d’allo-immunisation : nécessitent une exposition préalable à l’antigène via la transfusion, la grossesse, la greffe accident retardé : restimulation d’un anticorps

  3. AU COURS DE LA DREPANOCYTOSE Les hémolyses post-transfusionnelles au cours de la drépanocytose ont des caractéristiques particulières sur le plan : Clinique : - peuvent se manifester par la récurrence des crises occlusives - jusqu’à 10 à 15 jours après la transfusion : « delayed hemolytic transfusion réaction » DHTR Immuno-hématologiques : en + des allo-anticorps classiques et des Ac naturels : - auto anticorps - anticorps considérés comme non significatifs (anti-M, anti-Lea ..) - absence d’anticorps détectables Hématologiques : - hyper hémolyse : destruction des GR transfusés et des propres GR du patient - réticulopénie, accentuant la baisse du Tx d’Hb - exacerbation de l’hémolyse par la poursuite des transfusions

  4. Absence de rendement transfusionnel Décès avec choc, IRA et CIVD MANIFESTATIONS CLINIQUES CLASSIQUES On distingue schématiquement: Les formes graves précoces Hémolyse intra-vasculaire Hémoglobinémie/urie Ictère à bilirubine libre Collapsus Sy hémorragique par CIVD Insuffisance rénale aiguë Les formes retardées mineures Hémolyse intra-tissulaire Signes discrets d’hémolyse Fréquence des réactions fébriles Absence de rendement Non spécifiques, variables : Frissons fièvre Hypotension Hémoglobinurie/hémoglobinémie Douleurs Signes respiratoires Saignement Tachycardie Malaise

  5. Rôle toxique de l’Hb libre et des stromas Libération de médiateurs de l’inflammation: Cytokines C3a, C5a Perturbations vaso motrices :  TA, collapsus Troubles de la coagulation (CIVD) Insuffisance rénale HOD et al, Blood, 2008 : Cytokine storm in a mouse model of IgG-mediated hemolytic transfusion reactions. Von Zabern et al , Transfusion, 1998 : Release of mediators of systemic inflammatory response syndrome in the course of a severe delayed hemolytic transfusion reaction caused by anti-D

  6. CHEZ LA SOURIS : TEMPETE CYTOKINIQUE AU COURS DE L’HEMOLYSE POST-TRANSFUSIONNELLE Hod EA et al. Blood. 2008;112(3):891

  7. MECANISMES CLASSIQUES DE DESTRUCTIONS DES GR Attachment of Complement on IgG-sensitized RBCs (IgG1-3) and IgM-sensitized RBCs IgG-sensitized RBCs Recognition by macrophages Through Fcg and C receptors Activation of Complement cascade Fc receptor C3b receptor C3b C3b C9 MAC formation From Petz and Garraty Immune Hemolytic Anemias Second edition C3b C3b C C C MAC CYTOTOXICITY (ADCC) PHAGOCYTOSIS FRAGMENTATION Extravascular RBC destruction Intravascular RBC destruction

  8. FACTEURS D’HEMOLYSE Anticorps : -spécificité -concentration -classe, sous-classe -capacité de fixation du complément -optimum thermique Antigène : -quantité de GR transfusés -densité des sites antigéniques -de « l’état » des GR transfusés et du milieu « in vivo » Capacité phagocytaire du système réticulo-endothélial Intervention de facteurs cellulaires et génétiques

  9. PARAMETRES MAJEURS INFLUANT LA REACTION HEMOLYTIQUE Le complément Les récepteurs Fc des IgG sur les cellules effectrices L’état d’activation des cellules effectrices L’état du GR transfusé

  10. ACTIVATION DU COMPLEMENT Élément majeur de la physiopathologie des hémolyses post-transfusionnelles Facteur de destruction des GR - via le complexe d’attaque membranaire (CAM) - via les récepteurs du C sur les macrophages facilitation de la phagocytose par les FcgR* Facteur de la réaction inflammatoire La fixation et l’activation du complément dépend: Des anticorps : IgG1, IgG3, IgM Des antigènes :  sites antigéniques ABO : 2 à 8.105/GR Kell : 3 à 6.103/GR *Yazdanbakhsh, Blood, 2003

  11. Voie Classique Ig + C1q C3 convertases-C4b2a, C3bBb Chimiotactisme, Réaction inflammatoire Activation cellulaire C3 C3a C3bi C3c Opsonisation des GR Destruction GR par macrophages C3b C3dg C3d C3g CR1 C5 convertases-C4b2a3b, C3bBb3b Chimiotactisme  cytokines pro-inflammatoires Activation cellulaire FcgRIIb, FcgRIIIa sur les macrophages* C5 C5a C6, C7, C8, C9 Lyse intra-vasculaire des GR C5b-9 *Shushakova, J Clin Invest, 2002

  12. GR SENSIBILISES PAR DES IgG : SOUS LE CONTROLE DES RECEPTEURS Fc DES IgG (FcgR) Exprimés sur les macrophages, les NK La destruction des GR-IgG via les récepteurs FcgR dépend : -Des sous-classes d’IgG -Du nombre de sites antigéniques -De la fixation du C (facilitation de la phagocytose) -Du taux d’expression des récepteurs Fc (cytokines ++++) -Polymorphismes génétiques des gènes des récepteurs Fc

  13. RECEPTEURS Fc DES IgG

  14. REGULATION DE L’EXPRESSION DES RECEPTEURS Fcg Cytokines T helper 1 INFg FcgRI FcgRIIb, FcgRIIIa T helper 2 IL4, IL10, IL5, IL13  FcgRIIb,  FcgRIIIa Complément C5a : après ligation au C5aR des macrophages FcgRIIb, FcgRIIIa IVIG  FcgRIIb sur les monocytes de souris 4H après injection de IVIG Shushakova, J Clin Invest, 2002

  15. L’ETAT DU GR TRANSFUSE Au cours de la drépanocytose : -l’état du GR transfusé -l’impact du contexte drépanocytaire in vivo semblent impliqués dans la survenue et la gravité des hémolyses post-transfusionnelles

  16. « don’t eat me » A.Sialique CD47 A.Sialique CD47 C3bi PS* activation SIRPa FcgRIIb inhibition CR FcgRIIa PSr FcgRIIIa ITIM ITIM ITAM - - *PS=phosphatidylsérine + - Phagocytose

  17. CARACTERISTIQUES IMMUNO-HEMATOLOGIQUES CHEZ LE DREPANOCYTAIRE 2 à 6% Mauvais rendement transfusionnel Hémolyses post-transfusionnelles HbS Pronostic vital HbS HbA 70% 30% drépanocytaire Conflit antigène/anticorps Hémolyses sans anticorps détectables Anticorps d’allo-immunisation polymorphismedonneurs/receveurs 25% d’immunisés/2-5% population générale Auto-anticorps

  18. ALLO-IMMUNISATION: CAUSE MAJEURE DES HEMOLYSES POST-TRANSFUSIONNELLESDU DREPANOCYTAIRE Elle est favorisée par : le polymorphisme des antigènes de groupes sanguins entre -donneurs d’origine Européenne -receveurs d’origine Africaine et Antillaise d’autres éléments associés à la maladie pourraient rentrer en compte : -l’état inflammatoire ++++ (modèles murins) facteurs immuno-génétiques ??? Le plus souvent : restimulation d’un anticorps dans les ATCDs : allo immunisation connue RAI devenue négative : donc non prise en compte de l’anticorps

  19. Allo + auto Inhibé par anti-CD20 Modèles murins ++ Souris répondeuse : T reg : activité suppressive Noizat-Pirenne,Haematologica, 2007 HLA 2 Détermine l’efficacité de la présentation Bao, Blood, 2009 Noizat-Pirenne, Transfusion, 2007 T Reg P Modèles murins : Inflammation favorise la prise en charge par les CD versus les macrophages B primed CD4 Hendrickson, Transfusion 2006; Blood, 2007 Allo-immunisation anti-érythrocytaire CD4

  20. ALLO-IMMUNISATION: CAUSE MAJEURE DES HEMOLYSES POST-TRANSFUSIONNELLESDU DREPANOCYTAIRE Le plus souvent : restimulation d’un anticorps Dans les ATCDs : allo immunisation connue RAI devenue négative : donc non prise en compte de l’anticorps

  21. MAIS CARACTERISTIQUES CHEZ LE DREPANOCYTAIRE • Possibilité d’ hémolyse post-transfusionnelle du fait d’auto-anticorps • Des enticorps habituellement « non dangereux » peuvent être retrouvés • Hémolyses post-transfusionnelles sans anticorps détectables

  22. PRODUCTION D’AUTO-ANTICORPS Tableau d’AHAI post-transfusionnelle : Attention récente sur ce syndromeYoung, Transfusion, 2004 Production d’auto-anticorps stimulée par la transfusion modèles animaux Naysmith, Imm Rev, 1981 nombreuses données chez l’homme Garraty, Transfusion, 2004 Fréquent chez les drépanocytaires et les thalassémiques Chaplin, Arch Inter Med,1981; Castellino,Br J Haematol, 1999; Singer, Blood, 2000; Aygun,Transfusion,2002 Rôle des T Regs dans le contrôle de l’AHAI induite par la Transfusion Mqadmi, Blood, 2005 Rôle d’une allo-immunisation préalable : *spécificité croisée *stimulation de clones T auto-réactifs par les cytokines produites au cours de l’allo-immunisation (IL4)

  23. ETUDE CLINICO-BIOLOGIQUE D’UN CAS *Patient drépanocytaire SS, 33 ans *ATCD : 2 interventions orthopédiques, 2 épisodes d’hémolyses post-transf *Aucun besoin transfusionnel en dehors des épisodes chirurgicaux *Profil immuno-hématologique : - O Dccee, Kel-, Fy(a-,b-), Jk(a+,b+), S-,s+, Do(a-b+) - anti-C, anti-RH23, anti-Fya, anti-S, anti-Ytb *Hospitalisé en 2005 pour reprise de PTH *Transfusion : 7 CGR phénotypés, compatibilisés cryoconservés à J0 et J1 AHAI post-transfusionnelle à J14 : pas de nouvel allo-anticorps Noizat-Pirenne F et al, Haematologica, 2007

  24. EPISODE 2005 CD3 CD4 CD8 CD19 NK cells Absolute Lymphocyte Counts 4000 4500 HbA 4000 3500 Total Hb 3500 3000 3000 Cell Number (CD3, CD4, CD8) 2500 2500 NK / CD19 Number 2000 2000 1500 1500 1000 1000 500 500 0 0 0 5 8 15 17 25 Days Cyclophosphamide Corticotherapy 4 4 3 4 100 10 90 9 Bili : 111 LDH : 12460 80 8 70,6 70 7 62,1 58,7 Total Hb (g/dL) 6 60 HbA (%) 48,8 48 46,8 50 5 41 4 40 32,3 30 3 22,2 2 20 10 1 0,1 0,1 0 0 -7 0 1 5 8 14 15 17 19 22 25 27 30 Days Retic. DAT Cross

  25. LB auto-réactifs LB présentateurs d’auto-Ag aux LT et producteur de cytokines (TNFa, IL10, IL4) LB périphériques et mémoires Coopération T-B Prévention de la production d’auto- anticorps Actions de l’anti-CD20 Au niveau des LB Apoptose CDC ADCC (régulée par les FcR) Pas d’action sur les plasmocytes

  26. EPISODE 2007 CD3 CD4 CD8 CD19 NK cells HbA Total Hb 4 3 100 10 Anti-CD20 Anti-CD20 90 9 80 8 70 7 Total Hb (g/dL) 60 6 HbA (%) 50 5 40,8 40 35,4 4 34,1 29 30 3 25 20 17,3 20 2 10 1 0,1 0,1 0 0 -4 0 1 3 8 10 14 17 21 days Retic. DAT Cross Absolute Lymphocyte Counts 4000 1000 Anti-CD20 Anti-CD20 900 3500 800 3000 700 NK / CD19 Number (AV) 2500 600 Cell Number (AV) 2000 500 400 1500 300 1000 200 500 100 0 0 -4 0 3 8 14 21 Days

  27. ABSENCE D’ANTICORPS DETECTABLES • Situation retrouvée dans près de 30 % des cas • La RAI pré-transfusionnelle est négative • -La RAI et l’ensemble du bilan immuno-hématologique au décours de l’hémolyse sont • négatifs : • Coombs Direct, Elution • -A distance de l’épisode , aucun anticorps n’est retrouvé Certains mettent en cause la sensibilité des techniques ….

  28. DHTR SANS ANTICORPS DETECTABLE • HYPOTHESES : • effet toxique de l’environnement du drépanocytaire : sénescence accélérée des GR transfusés: ERYPTOSIS • Maintien d’une boucle inflammatoire par les GR sénescents : interaction avec les cellules immunocompétentes

  29. ETUDE PROSPECTIVE DE 49 PATIENTS TRANSFUSES Patients transfusés en situation aigue ou chronique, échanges ou transfusion simple Prélèvements à J0, J5, J10, J20, J30 RAI , Coombs Direct, Elution, Compatibilités entre les échantillons de CGR conservés et les plasma Chadebech et al, Transfusion 2009

  30. Patient 1 10 70 3 60 470 8 50 437 6 40 Total Hb (g/dL) Hb A (%) 412 30 405 4 393 20 2 10 0 0 0 1 5 8 13 20 Days 12 70 2 333 60 10 50 8 220 202 40 Total Hb (g/dL) Hb A (%) 180 6 30 135 4 20 2 10 0 0 0 1 5 7 11 21 Days 10 70 3 2 277 60 8 50 191 180 6 40 Total Hb (g/dL) Hb A (%) 30 4 20 63 2 10 0 0 3 0 6 7 10 19 Days Bili. LDH IH 3 hémolyses post-transfu DHTR sans anticorps dans 2 cas Bili. LDH IH Patient 2 Bili. LDH IH Patient 3 NON RARE DAT+ DAT+ DAT+

  31. 100 µl 49 Plasma pre transfusionnels 10 µl lavages Incubation 24 et 48h 37°C AnnexinV-FITC Échantillons de GR de poches RBC O-C-E-K-

  32. PS PS PS PS - - - - - - - - - - - - GR senescent • « don’t eat me » signals • Sialic acid, CD47 GR normal Complement binding (C5-C9) Adherence to the vascular endothelium « Clusterisation » of bande 3 Target of auto-antibodies - - - Macrophage PS- Receptor Lysis by PLA2 - - - - - - - - - PS PS PS SCRAMBLASE PS - - - Intra-cellulaire Intra-cellulaire Yasin Blood 2003; de Jong Br J Haematol 2006; Petz Transf Med RRev 2006; Liu, Blood, 1999

  33. p=0.0071 p=0.048 50 40 37.1 30 In vitro PS-RBCs (%) 20 12.8 10 4.7 1.9 0 Sujets sains Drep stables CVO±STA Hémolyses sans Ac ETUDE IN VITRO DE L’EXPRESSION DE LA PS SUR DES GR DE POCHES INCUBES DANS LE PLASMA PRE TRANSFUSIONNEL DES 49 PATIENTS Patients 1 and 2 Eryptosis in vitro : reflet de l’eryptosis in vivo ? L’environnement plasmatique du patient est délétère pour les GR sains transfusés Chadebech, 2009, Transfusion

  34. QUESTIONS EN SUSPENS 1/ Quels sont les facteurs plasmatiques responsables de l’éryptose observée in vitro ? Hypothèses : cytokines pro inflammatoires ??? Au cours de la CVO : production de cytokines pro-inflammatoires Récepteurs sur les CGR pour les cytokines pro-inflammatoires (DARC) • Les cytokines sont produites au cours des complications de la drépanocytose • -Altered levels of cytokines and inflammatory mediators in plasma and leucocytes of SCA • patients and effect of hydroxyurea therapy. Lanaro, Jl of Leucocyte Biology, 2009 • -Childhood sickle cell crises: clinical severity, inflammatory markers and role of IL8, • Hardy-Dessources, Haematologica, 2004. • -PAF in plasma of patients with sickle cell disease in steady state. So, J Lab Clin Med, 1997

  35. QUESTIONS EN SUSPENS 2/ L’éryptose observée in vitro peut elle rendre compte de la destruction accélérée des GR transfusés observés in vivo ? Hypothèses : • Macrophages : récepteurs de la PS • Interaction augmentée avec les cellules immunocompétentes • Facilitation de la fixation du Complément • PS : substrat de la PLA2, produite au cours des STA et CVO, lyse les GR exprimant PS • Activation de la voie alterne du comlément ?

  36. In vivo : EXPRESSION DE LA PS SUR LES GR DES PATIENTS AU COURS DE L’EPISODE TRANSFUSIONNEL Hémolysis 8 p=0.007 p=0.009 6 Annexine-V in vivo (facteur d’augmentation) 4 2 0 0 0-3 5 ± 2 10 ± 2 20 ± 5 Suivi (Jours) non-DHTR DHTR

  37. IMPACT IN VIVO DE L’AUGMENTATION DE LA PS SUR LES GR AUTOLOGUES • Peut être impliqué : • Dans le phénomène d’hyper hémolyse • GR drépanocytaires détruits via différents mécanismes impliquant la PS • Dans la récurrence des crises vaso occlusives au moment de l’hémolyse • La PS augmente l’adhérence des GR à l’endothélium Des données récentes chez la souris démontrent aussi l’impact de la production des cytokines au cours de l’hémolyse sur la récurrence des CVO.

  38. HTR et CVO CHEZ LA SOURIS :2/ LA CYTOKINE CXCL1 ET SON RECEPTEUR SONT DES MEDIATEURS DE LA CVO AU COURS DES REACTIONS POST TRANSFUSIONNELLES HEMOLYTIQUES Jang et al. J Clin Invest 2011;121:1397

  39. VOC / ACS Transfusion CGR Oxydative stress PS PS-Exposition PS ROS PS PS exposition Eryptosis PS PS NO oxydative stress CYTOKINES HEMOLYSIS C5b PLA2 MΦ E.C. PLASMATIC FACTORS ADHERENCE PHAGOCYTOSIS cytokines

  40. PS PS ERYPTOSE : MECANISME POUVANT POTENTIALISERLA DANGEROSITE DES ANTICORPS ? Stress oxydatif Facteurs inflammatoires  Lyse par le C C C C C  Destruction Par les macrophages PS récepteur CD47 .. Patients drépanocytaires avec anticorps MΦ C C

  41. CE QU’IL FAUT RETENIR Toute crise vaso occlusive au décours d’un épisode transfusionnel doit faire suspecter une hémolyse post-transfusionnelle Le bilan immuno-hématologique peut être négatif ou ne mettre en évidence que des anticorps habituellement non significatifs, le dosage de l’HbA démontre la destruction des GR transfusés L’allo-immunisation reste cependant la première cause des hémolyses post-transfusionnelles du drépanocytaire La reprise des transfusions peut mettre en jeu le pronostic vital Les hémolyses sans anticorps détectables semblent plus souvent associées à la transfusion dans un cadre aigu, leur survenue est imprévisible et non spécialement récurrente pour un même malade

  42. ETUDE PROSPECTIVE DES HEMOLYSES POST-TRANSFUSIONNELLES LA PREVENTION DES HEMOLYSES POST-TRANSFUSIONNELLES 1/ Prévention de l’allo-immunisation ++++ 2/ Pour les DHTR sans anticorps : nécessité de déterminer les facteurs de risques : recherche en cours ++++

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