Autoimmunità e trapianto di pancreas o di isole

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RASSEGNA

Autoimmunità e trapianto di pancreas o di isole

Occhipinti M

Area Vasta Sud Est, UOC Diabetologia, Ospedale Misericordia, Grosseto

Corrispondenza: dott.ssa Margherita Occhipinti, UOC Diabetologia, piano terra, Ospedale della Misericordia, via Senese 161, 58100 Grosseto Pervenuto l’11-10-2016 • Revisione del 02-11-2016 • Accettato il 07-11-2016

Parole chiave: trapianto di pancreas, trapianto di isole, autoanticorpi del diabete mellito di tipo 1, immunità umorale, immunità cellulare Key words: pancreas transplantation, islet transplantation, autoantibodies in type 1 diabetes, humoral immunity, cellular immunity Abbreviazioni: ATG, antithymocyte globulin, globulina antitimocitaria; DSA, donor-specific antibodies, anticorpi donatore-specifici; GAD,

glutamic acid decarboxylase, decarbossilasi dell’acido glutammico; HLA, human leukocyte antigen, antigene leucocitario umano; IAA, in- sulin autoantibody, anticorpi anti-insulina; PRA, panel anticorpale.

G It Diabetol Metab 2016;36:199-202 RIASSUNTO

Il trapianto di pancreas e il trapianto di isole rappresentano una possibilità terapeutica nel trattamento del diabete mellito di tipo 1 in pazienti con severa instabilità glicemica e/o rapida evoluzione delle complicanze croniche. Le procedure, sebbene tra loro diverse per tecnica e invasività, ma anche per efficacia, sono accomunate dalla necessità di una terapia immunosoppressiva cronica capace di proteggere l’organo o le isole dall’alloimmunità. I principali protocolli a oggi in uso non sembrano tuttavia sempre efficaci nel prevenire il verificarsi di una ricorrenza autoimmune del diabete mellito di tipo 1. Questa evenienza, nel caso del trapianto dell’organo intero, può portare alla perdita di funzione a medio-lungo termine, mentre nel trapianto di isole è probabilmente uno dei fattori che mina la sopravvivenza delle isole trapiantate nel tempo. Le conoscenze a riguardo continuano ad approfondirsi, permettendo una sempre maggiore comprensione dei fattori immunologici implicati. La comprensione dei meccanismi fisiopatologici rappresenta uno sforzo rivolto a individuare sia marcatori utili per monitorare e diagnosticare precocemente eventuali ricorrenze autoimmuni sia nuovi possibili bersagli terapeutici per migliorare l’efficacia delle procedure trapiantologiche.

SUMMARY

Autoimmunity and pancreas or islet transplantation

Pancreas and islet transplantation are therapeutic options for patients with type 1 diabetes, presenting severe glycemic variability and/or rapid evolution of chronic complications. The procedures, although different in technique and invasiveness – and also efficacy – have in common the need for chronic immunosuppressive therapy, to protect the organ from alloimmunity. The main protocols in use today, however, do not always prevent the autoimmune recurrence of type 1 diabetes. In the case of whole organ transplantation this can lead to the loss of medium- to long-term organ function, while in islet transplantation it is probably one of the factors that undermine the survival of the islets. As our knowledge on these issues continues to grow we understand the immunological factors involved better. The identification of pathophysiological mechanisms is aimed at identifying markers for monitoring and early diagnosis of autoimmune recurrences while, at the same time, proposing possible new therapeutic targets to make pancreas or islet transplantation procedures more effective.

Introduzione

Il trapianto di pancreas e quello di isole si prefiggono lo scopo di ripristinare una valida secrezione endogena pancreatica capace di risolvere le complicanze acute del diabete di tipo 1 ed efficace nello stabilizzare le complicanze croniche^(1,2). Entrambe le procedure, che si rivolgono a quei pazienti con grave instabilità glicemica, frequenti ipoglicemie inavvertite, rapida evoluzione delle complicanze croniche, possono essere eseguite in maniera iso- lata (nei pazienti con funzione renale conservata), insieme o dopo il trapianto di rene (nei pazienti con in- sufficienza renale terminale in fase dialitica o pre-dialitica)^(2,3). L’affinarsi delle tecniche di prelievo dal donatore,

e di impianto per quanto riguarda il trapianto dell’organo, di processazione del pancreas e preparazione delle isole nel trapianto di cellule, oltre che l’affermarsi degli at- tuali protocolli di terapia immunosoppressiva, hanno consentito di raggiungere ottimi risultati in termini di efficacia e sicurezza della procedura^(4,5). In particolare a oggi, secondo i dati del Registro Internazionale, si sti- mano circa 50.000 trapianti di pancreas eseguiti nel mondo, mentre il Collaborative Islet Transplant Registry conta oltre 1600 infusioni in circa 856 riceventi^(1-4). Cer- tamente, rispetto ad altre tipologie di trapianti sia di organo solido sia cellulari, il trattamento dei pazienti con diabete mellito di tipo 1 deve fronteggiare oltre all’al- loimmunità anche l’autoimmunità. Le prime evidenze

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Tabella 1 Principali aspetti clinici della ricorrenza autoimmune del diabete di tipo 1 nel trapianto di pancreas.

– Improvvisa iperglicemia in assenza di segni di alterazione del pancreas esocrino (amilasi e lipasi nella norma, normale funzione renale nel trapianto di pancreas e rene)

– Aumento del titolo anticorpale o conversione autoanticorpi specifici anti-isola che spesso precede di mesi la perdita di funzione endocrina pancreatica

– Assenti segni di flogosi e/o infezione

– Segni di insulite e/o perdita selettiva delle beta-cellule alla biopsia pancreatica

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CD4, CD20 e CD8, con assente espressione di insulina)^(12,13). L’assenza di alterazione di amilasi e lipasi e di ulteriori sintomi talvolta rende non giustificata l’esecu- zione di una procedura bioptica e si può supporre che la recidiva autoimmune risulti complessivamente un fenomeno sottostimato⁽¹⁴⁾. A tale proposito, l’analisi retro- spettiva condotta dal gruppo di Miami, analizzando una coorte di 223 pazienti sottoposti a trapianto di pancreas e rene e con follow-up medio di 6,2 ± 4,1 anni, ha individuato la ricorrenza autoimmune come causa della perdita della funzione dell’organo trapiantato nel 7,6% dei pazienti, rispetto al 4,5% di quelli andati incontro a ri- getto cronico, confermando come la ricorrenza autoimmune non sia una causa assolutamente rara di perdita della funzione d’organo⁽¹¹⁾. Uno studio condotto su una sottopopolazione di pazienti sottoposti a trapianto com- binato rene-pancreas per valutare la capacità predittiva degli autoanticorpi, ha individuato la ricorrenza autoimmune come causa di perdita dell’organo nel 2,2% dei pazienti, tuttavia in questi casi la diagnosi è stata posta per esclusione (normali valori di amilasi e lipasi, non pre- sente stato infettivo) e non confermata da prelievi bioptici⁽¹⁵⁾. Le principali caratteristiche cliniche della ricorrenza autoimmune del diabete di tipo 1 nel trapianto di pancreas sono riassunte nella tabella 1.

Tra i fattori di rischio genetici investigati, il match HLA ricevente-donatore sembra avere un ruolo di rilievo, infatti, sebbene tutti i riceventi il trapianto siano diabetici di tipo 1, la ricorrenza autoimmune si verifica due volte più frequentemente nei pazienti con genotipo eterozi- gote ad alto rischio per diabete di tipo 1 HLA-DR3/DR4, mentre apparentemente non risulta associata al genotipo DR3 o DR4. Ancora più a rischio sono quei pazienti con match HLA DR3/DR4 che condividono questi alleli con il donatore. Secondo quanto osservato da Pugliese e colleghi, in questi soggetti il match HLA-DR col donatore si associa a conversione degli autoanticorpi^(8,12). Più complesso è porre la diagnosi di ricorrenza autoimmune del diabete nel trapianto di isole. Infatti in questa procedura, sebbene quasi sempre si ripristini una secrezione endogena di insulina nell’immediato post-trapianto, la possibilità di mantenere una prolungata secrezione nel della possibilità di una recidiva del diabete mellito di tipo

1 sul pancreas del ricevente è stata descritta alla fine degli anni ’80 dal gruppo di Minneapolis, al termine di procedure di trapianto eseguite tra gemelli, in cui, in virtù della totale compatibilità HLA, era stata notevolmente ridotta la terapia immunosoppressiva. Da allora si sono moltipli- cati i riscontri che confermano la possibilità che si verifi- chi una recidiva autoimmune del diabete a prescindere dal grado di compatibilità donatore-ricevente, tanto nel trapianto di pancreas quanto in quello di isole^(6,7), e pure in presenza di piena terapia immunosoppressiva.

Terapia immunosoppressiva e alloimmunità

Al momento del trapianto e nei giorni immediatamente successivi si attua una terapia di induzione che mira a ri- durre le capacità reattive dei linfociti, alterandone la funzione (anticorpi anti-CD25) o distruggendoli (siero antilinfocitario, ATG). In questa prima fase si usano anche steroidi ad alte dosi. La terapia di mantenimento si basa sull’uso di inibitori della calcineurina come il tacrolimo o la ciclosporina (inibiscono la proliferazione dei linfociti), antimetaboliti come il micofenolato mofetile (bloccano la replicazione linfocitaria) e steroidi a basso dosaggio. Altri farmaci immunosoppressori sono inibitori dell’IL2 come il daclizumab (bloccano i linfociti attivati) e inibitori di mTOR come la rapamicina e l’everolimo (impediscono la proliferazione dei linfociti). Marker di alloimmunità sono rappresentati sia da autoanticorpi sia da cellule T allo - reattive. La presenza di alloanticorpi viene comunemente valutata in fase pretrapianto mediante screening del panel anticorpale (PRA), rivolto verso antigeni HLA di classe I e II. Una volta noto il donatore vengono valutati gli anticorpi donatore-specifici (DSA). Controversa è la correlazione tra la comparsa di alloanticorpi misurati mediante PRA e l’esito del trapianto^(8,9), mentre un ruolo fon- damentale sembra essere associato alla comparsa de novo di DSA durante il follow-up, quando la comparsa di nuovi DSA può talora essere imputabile a una riduzione della terapia immunsoppressiva, come può accadere per scarsa tolleranza da parte del paziente⁽¹⁰⁾.

Recidiva autoimmune del diabete mellito di tipo 1 nei pazienti trapiantati di pancreas o isole: quando sospettarla?

Clinicamente nel caso del trapianto del pancreas la ricorrenza autoimmune va sospettata di fronte a un’improvvisa iperglicemia, che si verifica in genere a distanza di anni dalla procedura, in assenza di ulteriori sintomi e non associata ad alterazione della funzione esocrina del- l’organo⁽¹¹⁾. La diagnosi di certezza necessita della bio - psia e si caratterizza dal riscontro di una perdita selettiva delle beta-cellule e da specifici pattern di insulite (CD3,

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0 12 24 36 48 60 72 84 96

25 22 21 19 19 19 13 4 1 0 2 2 3 3 2 0 0 0 1,00

0,75

0,50

0,25

0,00 p < 0,0001 Aumento vs Non aumento AutoAb Post-Tx

Mesi post-trapianto

Aumento AutoAb Post-Tx Non aumento AutoAb Post-Tx

Sopravvivenza del trapianto di pancreas solitario

Numero di pazienti a rischio Pazienti senza aumento del titolo anticorpale

Pazienti con aumento del titolo anticorpale

Figura 1 La sopravvivenza dell’organo trapiantato è stata significativamente più bassa nei pazienti sottoposti a tra- pianto di pancreas isolato, dopo conversione o aumento del titolo anticorpale degli anti- corpi anti-isola durante il follow- up (p < 0,0001) (modificata da ref. 19).

Autoimmunità e trapianto di pancreas o di isole

201 creas sembra sempre più consolidarsi l’evidenza che il titolo anticorpale riscontrato pretrapianto non sia in grado di predire l’instaurarsi di una ricorrenza autoimmune; al contrario, l’aumento del titolo anticorpale e/o la conversione di uno o più anticorpi nel follow-up sembra in grado di predire e anticipare la manifestazione clinica della recidiva autoimmune del diabete di tipo 1. Nella figura 1è riportato un esempio della correlazione tra va- riazione degli autoanticorpi e sopravvivenza della funzione del pancreas trapiantato in pazienti sottoposti a trapianto di pancreas isolato per diabete mellito di tipo 1.

Sebbene il ruolo di tali anticorpi nel condurre alla perdita di funzione del pancreas trapiantato non risulti del tutto chiarito, gli studi concordano sulla necessità di un monitoraggio seriato degli autoanticorpi nel post- trapianto^(8,15,19).

In riferimento al trapianto di isole alcune osservazioni concordano circa quanto descritto rispetto al trapianto di pancreas, cioè con un maggiore rischio legato alla comparsa de novo o all’incremento del titolo di uno o più autoanticorpi, mentre altri studi non evidenziano cor- relazioni dirette con la funzione delle isole trapiantate. Le differenze sono verosimilmente da imputare alle differenze nella procedura e nel regime immunosoppressivo adottato nei vari studi^(18-21).

Autoimmunità cellulare e trapianto

Sempre maggiori evidenze individuano un ruolo cruciale nella patogenesi della ricorrenza autoimmune legato alla presenza di cellule T CD4 e CD8 autoreattive⁽²¹⁾. Queste cellule sono state rilevate su sangue periferico, sui campioni bioptici del pancreas trapiantato e in alcuni casi anche a livello dei linfonodi peri-pancreatici in soggetti tempo è minata da molteplici fattori, come la non sempre

adeguata quantità di isole trapiantate, l’assenza di riva- scolarizzazione diretta, l’infiammazione prodotta dalla procedura di impianto, oltre alle reazioni auto- e alloim- munitarie. Il monitoraggio della funzione avviene prin- cipalmente mediante valutazione della secrezione endogena pancreatica⁽¹³⁾, ed è difficile individuare il ruolo delle singole componenti. Sono in corso studi volti a sviluppare metodiche non invasive che consentano di tracciare le isole trapiantate in vivo al fine di potere seguire più ap- profonditamente il loro destino dopo l’impianto^(16,17). Roep e colleghi hanno provato a valutare il ruolo di allo- e autoimmunità sull’andamento del trapianto di isole in 21 pazienti affetti da diabete mellito di tipo 1, valutando contemporaneamente follow-up metabolico (livelli circo- lanti di peptide C e tempo trascorso come insulino- indipendenti/dipendenti) e follow-up immunologico (dosaggio di auto- e alloanticorpi e valutazione della reattività T linfocitaria), individuando una particolare correlazione tra autoimmunità cellulare isola-specifica e durata meta- bolica del trapianto di isole⁽¹⁸⁾.

Autoanticorpi e trapianto di pancreas o di isole

Al fine di individuare i biomarker capaci di predire la ricorrenza autoimmune del diabete, numerosi studi hanno valutato il ruolo degli autoanticorpi anti-isola, in particolare gli anti-glutammico-decarbossilasi (anti-GAD), gli anticorpi anti-insulina (IAA) e gli anti-tirosinfosfatasi (anti- IA2) e più recentemente gli anti-recettore del trasporta- tore dello zinco 8 (Znt8). Il ruolo prognostico degli autoanticorpi nel trapianto di pancreas e di isole rimane controverso⁽¹³⁾. Per quanto riguarda il trapianto di pan-

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sottoposti a trapianto di pancreas con verosimile ricorrenza autoimmune, e sembrano responsabili della selettiva distruzione beta-cellulare^(21,22). In particolare le tradizionali terapie immunosoppressive non sembrano in grado di impedire la riattivazione autoimmune di tali linfociti T CD4 e CD8, il cui fenotipo immunologico, in buona parte dei casi, assomiglia a quello di cellule della memoria⁽²¹⁾. Queste cellule che si distinguono dalle naïve per la minore lunghezza dei telomeri, persistono per anni dopo il trapianto nonostante la terapia immunosoppressiva, e la loro proliferazione viene riattivata dalla nuova di- sponibilità di antigeni nel post-trapianto^(18-21). L’utilizzo di terapie immunosoppressive convenzionali, in grado di inibire la proliferazione dei linfociti T attraverso l’inibi- zione dell’interleuchina 2, può associarsi all’aumento della proliferazione di altre citochine, come l’interleuchina 7 e l’interleuchina 15. Secondo quanto osservato da alcuni gruppi questo indurrebbe l’attivarsi di vie al- ternative, capaci di stimolare la proliferazione omeosta- tica di cloni reattivi della memoria^(21-24).

Conclusioni

Sebbene i risultati a nostra disposizione non consentano conclusioni definitive, le evidenze emerse negli ultimi anni forniscono spunti per analizzare e comprendere la ricorrenza autoimmune del diabete dopo trapianto di pancreas o isole, fenomeno che può portare alla perdita di funzione fino al 5% dei casi. A oggi il marcatore meglio capace di predire tale evento è rappresentato dalla conversione e/o dall’aumento del titolo degli autoanticorpi anti-insula, che andrebbero quindi dosati con regolarità nel follow-up trapiantologico. Purtroppo, a oggi nessun farmaco o nessuna delle combinazioni di farmaci immu- nosoppressivi adottati si sono dimostrati pienamente efficaci sulla prevenzione e/o trattamento della ricorrenza autoimmune del diabete di tipo 1 nei pazienti trapiantati. Sono pertanto auspicabili ulteriori studi che possano sviluppare terapie maggiormente efficaci in tal senso.

Conflitto di interessi

Nessuno.

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