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Allogreffe et autogreffe de cellules souches hématopoïétiques - 05/12/11

Doi : 10.1016/B978-2-294-09507-8.00028-9 


Pour comprendre…
La greffe de cellules souches hématopoïétiques est une thérapeutique introduite vers 1975 et doit son apparition :
aux avancées des techniques de typage HLA (1970–1980);
aux immunosuppresseurs (découverte de la ciclosporine en 1981);
à la cryoconservation (1980).
Le terme de «greffe de cellules souches hématopoïétiques» a remplacé celui de «greffe de moelle osseuse» car la provenance des cellules du greffon peut être médullaire, du sang périphérique ou placentaire.
On distingue :
l’autogreffe de cellules souches hématopoïétiques : le donneur et le receveur sont la même personne;
l’allogreffe de cellules souches hématopoïétiques : le donneur est une personne différente du receveur.
La greffe de cellules souches hématopoïétiques est une arme thérapeutique incontournable en hématologie, utilisée dans deux circonstances principales :
remplacer un tissu hématopoïétique déficient (par exemple, aplasie médullaire, certaines formes d’hémoglobinopathies, déficits immunitaires); seule l’allogreffe a un intérêt thérapeutique;
assurer la reconstitution du tissu hématopoïétique après un traitement par chimio-/radiothérapie visant à éradiquer une masse tumorale mais dont la toxicité hématologique est létale sans le support de la greffe. Ici, l’auto- et l’allogreffe ont chacune des indications différentes, parfois en cours d’évaluation.
L’encadrement éthique évolue parallèlement aux avancées technologiques pour répondre aux besoins et modifications d’obtention des greffons. Alors que la moelle osseuse était considérée comme un organe par la loi de bioéthique de 1994, la nouvelle loi du 6 août 2004 utilise le terme de cellules souches hématopoïétiques (d’origine médullaire, du sang périphérique et placentaire) et l’inclut dans la catégorie des produits cellulaires à visée thérapeutique.
En 2005, on compte 1 205 allogreffes de cellules souches hématopoïétiques (soit plus 23 % par rapport à 2004).

Allogreffe de cellules souches hématopoïétiquesIModalités pratiques

Un greffon de cellules souches hématopoïétiques est prélevé chez un donneur compatible et administré au receveur après un traitement par chimio-/radiothérapie dite de conditionnement.
L’allogreffe a une triple action :
l’éradication tumorale par la chimio-/radiothérapie de conditionnement;
la reconstitution hématopoïétique à partir d’un greffon sain;
la reconstitution immunologique ayant un effet bénéfique de lutte du greffon contre les cellules malignes du receveur («greffon contre la leucémie», ougraft versus leukemia, GVL).
Cette efficacité est contrebalancée par la morbi-mortalitée associée au conditionnement et au revers de la reconstitution immunologique : la maladie du greffon contre l’hôte (graft versus host disease, GVHD).

ARecueil du greffon1Choix du donneur

Compatibilité HLA: indispensable pour éviter ou limiter la GVH. Le typage HLA I (A, B) et II (DR DP DQ) sur lymphocytes périphériques peut prendre plusieurs semaines. Une compatibilité 10/10 est recherchée. Des incompatibilités mineures (mismatch) peuvent être tolérées; des compatibilités 5/10 (greffe haplo-identique) sont exceptionnelles.
La compatibilité de groupe ABO n’est pas nécessaire, car les hématies du greffon sont détruites. Cependant, lors de la reconstitution de l’hématopoïèse à partir du greffon, si celui-ci est ABO-différent, les hématies du donneur sont hémolysées par les anticorps préformés chez le receveur, le temps que ceux-ci soient définitivement éliminés.
Le donneur doit subir un bilan pré-don comprenant au minimum :
examen clinique et interrogatoire, notamment sur les événements immunisants (transfusions, grossesses);
bilan préopératoire;
sérologies VIH, VHB, VHC, CMV, EBV, toxoplasmose;
fonction rénale (créatinine, ionogramme sanguin), fonction hépatique (transaminases, gamma-GT, LDH, bilirubine), radiographie thoracique, électrocardiogramme.
Une greffe intrafamiliale est dite géno-identique. La compatibilité indispensable concerne les loci A, B et DR. Si le donneur est un vrai jumeau, elle est dite syngénique et elle s’apparente alors aux autogreffes. Il existe 25 % de chances de compatibilité (A, B, DR) entre le patient et sa fratrie sous réserve qu’un crossing-over ne soit intervenu à l’intérieur du locus HLA. En 2005, 53 % des greffes réalisées sont géno-identiques et 1 % syngéniques.
Une greffe avec donneur vivant volontaire est dite phéno-identique :
elle est réalisée en absence de donneur familial;
les chances de trouver un donneur compatible dépendent de la fréquence des antigènes HLA du patient dans la population générale;
le donneur est recherché sur fichier national ou international. La loi de bioéthique de 2004 attribue la gestion du fichier de donneurs à l’Agence de biomédecine. Il existe 150 000 donneurs sur le fichier français et plus de 10 millions sur les fichiers internationaux incluant cinquante-six pays;
le don est encadré par la loi de bioéthique 2004 : le don doit être gratuit, anonyme et bénévole, consenti de façon libre et éclairé devant le magistrat au tribunal de grande instance. Le don de cellules souches hématopoïétiques par un mineur est un don à titre exceptionnel et uniquement intrafamilial. Au consentement du mineur s’associe le consentement écrit des titulaires de l’autorité parentale ou du représentant légal;
en 2005, 42 % des greffes sont phéno-identiques.

2Sources des cellules souches hématopoïétiques


SourceModalités d’obtentionParticularitésMoelle osseuseSous anesthésie généralePonctions multiples de la moelle (crêtes iliaques, sternum)Volume minimum requis : 3 · 108 cellules nucléées/kg poids du receveurVolume maximum prélevé : 20 ml/kg de poids du donneurPermet auto- ou allogreffe.Contre-indications et risques relatifs à l’anesthésie généraleHospitalisation 48–72 heures du donneurDouleurs postopératoiresAutotransfusions à prévoirCellules souches périphériquesMobilisation des cellules souches périphériques par facteurs de croissance (G-CSF) sous-cutané, à domicile : G-CSF seul si allogreffeEn cas d’autogreffe : chimiothérapie de mobilisation suivie de G-CSFPrélèvement par cytaphérèses : pose de cathéter central si voie veineuse périphérique insuffisante. 1 à 3 séances de 3 à 4 heures.Minimum requis : 3 · 106 cellules CD34+/kg poids du receveurLe greffon contient plus de cellules CD34 qu’un prélèvement de moelle osseuseComplications du G-CSF :syndrome pseudogrippal avec douleurs osseuses, rares cas de rupture splénique, infarctus du myocarde et œdème du poumonRisque théorique de stimulation de l’érythropoïèse chez un sujet sainContre-indiqué chez un donneur volontaire mineurGreffes de sang de cordonPrélèvement à l’accouchementMinimum requis : 2 · 107 cellules nucléées/kg poids du receveurIl existe 350 000 unités en banque de greffes de cordon à ce jourLa naïveté des cellules permet une moindre exigence de compatibilité HLA avec le receveurFaible volume permettant surtout les greffes pédiatriques.Possibilité de mélange de cellules souches hématopoïétiques de cordon (pool) pour autoriser des greffes chez les receveurs adultesReconstitution médullaire plus lente

Source Modalités d’obtention Particularités 
Moelle osseuse 
Sous anesthésie générale
Ponctions multiples de la moelle (crêtes iliaques, sternum)
Volume minimum requis : 3 · 108 cellules nucléées/kg poids du receveur
Volume maximum prélevé : 20 ml/kg de poids du donneur
Permet auto- ou allogreffe.
 
Contre-indications et risques relatifs à l’anesthésie générale
Hospitalisation 48–72 heures du donneur
Douleurs postopératoires
Autotransfusions à prévoir
 
Cellules souches périphériques 
Mobilisation des cellules souches périphériques par facteurs de croissance (G-CSF) sous-cutané, à domicile : G-CSF seul si allogreffe
En cas d’autogreffe : chimiothérapie de mobilisation suivie de G-CSF
Prélèvement par cytaphérèses : pose de cathéter central si voie veineuse périphérique insuffisante. 1 à 3 séances de 3 à 4 heures.
Minimum requis : 3 · 106 cellules CD34+/kg poids du receveur
Le greffon contient plus de cellules CD34 qu’un prélèvement de moelle osseuse
 
Complications du G-CSF :
syndrome pseudogrippal avec douleurs osseuses, rares cas de rupture splénique, infarctus du myocarde et œdème du poumon
Risque théorique de stimulation de l’érythropoïèse chez un sujet sain
Contre-indiqué chez un donneur volontaire mineur
 
Greffes de sang de cordon 
Prélèvement à l’accouchement
Minimum requis : 2 · 107 cellules nucléées/kg poids du receveur
Il existe 350 000 unités en banque de greffes de cordon à ce jour
La naïveté des cellules permet une moindre exigence de compatibilité HLA avec le receveur
 
Faible volume permettant surtout les greffes pédiatriques.
Possibilité de mélange de cellules souches hématopoïétiques de cordon (pool) pour autoriser des greffes chez les receveurs adultes
Reconstitution médullaire plus lente
 

BDéroulement de la greffe

Conditionnement :
le conditionnement désigne le traitement à forte dose réalisé avant la greffe. Il comprend chimiothérapie ± irradiation corporelle totale dont la dose peut entraîner des aplasies prolongées, parfois irréversibles sans la greffe;
les protocoles de conditionnement sont de deux types :
myélo-ablatif : il a le double objectif d’éliminer les cellules tumorales et de permettre une immunosuppression suffisante pour éviter le rejet. La toxicité est particulièrement importante nécessitant de sélectionner des patients jeunes, sans comorbidités;
non myélo-ablatif : son utilisation est motivée par l’effet GVL médié par les lymphocytes T et NK alloréactifs du greffon. L’objectif du conditionnement est l’utilisation de doses suffisamment fortes pour éviter le rejet, mais suffisamment faible pour permettre aux cellules du greffon une action contre les cellules tumorales du receveur. La moindre toxicité permet son utilisation chez des patients âgés ou présentant des comorbidités.
Le patient est hospitalisé en chambre stérile à flux laminaire. Le personnel soignant est habillé stérilement pour tout contact avec le patient.
Transfusion du greffon.
Début du traitement inmmunosuppresseur visant à diminuer la GVHD.
Étude du chimérisme (à J60, 90 et 112 de la greffe) selon le type de conditionnement myélo-ablatif ou non. La proportion de cellules du donneur par rapport à celles de receveur à la sortie d’aplasie est évaluée en fonction des lymphocytes CD3 du donneur. À titre indicatif : le chimérisme est complet si le nombre de CD3 donneur est > 95 %. Le chimérisme est mixte entre 5 % et 94 % et peut indiquer l’injection de lymphocytes du donneur (DLI) dans certains cas. En cas de cellules CD3 < 5 %, il s’agit d’un rejet.

IIComplications

Les complications des allogreffes sont liées aux protocoles de conditionnement et concernent :
la myélotoxicité (aplasie);
les complications métaboliques;
la toxicité organique (pulmonaire, cardiaque et hépatique, et gonadique).
L’intensité et la fréquence des complications sont directement liées à l’effet dose (les protocoles myélo-ablatifs sont plus toxiques que les non myélo-ablatifs).
Par ailleurs, il existe des complications propres au conflit immunologique donneur/receveur : la maladie du greffon contre l’hôte (GVHD) et le rejet.
À l’ensemble de ces complications s’ajoute le handicap psychologique et social.
La mortalité globale avoisine 30 %.

AMyélotoxicité

L’aplasie médullaire a une durée prolongée, de 21 à 40 jours selon les protocoles, pendant lesquels le patient est exposé aux risques infectieux (liés à la leuconeutropénie), hémorragiques (thrombopénie) et anémiques.
Pendant l’aplasie, le déficit immunitaire cellulaire et humoral est responsable d’infections :
la majorité des infections proviennent de la flore intestinale et oropharyngée du patient;
prévention avant la greffe par l’éradication des foyers infectieux dépistés, puis pendant la greffe par des bains de bouches et une décontamination digestive;
les infections à partir de l’environnement sont prévenues par l’isolement protecteur (chambre à flux laminaire, habillement stérile du personnel);
toute fièvre pendant l’aplasie impose un traitement antibiotique probabiliste à large spectre prenant en compte les antécédents infectieux du patient et la flore hospitalière;
les infections opportunistes sont toujours à évoquer :
virales : réactivations CMV, VZV, HSV, adénovirus, virus BK;
bactériennes : tuberculose, mycobactéries atypiques, bactéries hospitalières multirésistantes;
parasitaires : pneumocystose;
fongiques : candidose, aspergillose, fusariose.
Infections après la phase d’aplasie :
elles sont liées à la reconstitution immunologique, qui est retardée et qui expose aux infections opportunistes et aux réactivations d’infections virales pendant plusieurs mois;
les traitements prophylactiques (cotrimoxazole, Bactrim®; valaciclovir, Zelitrex®) ont des indications précises en fonction des protocoles utilisés.
La thrombopénie et l’anémie nécessitent un support transfusionnel.

BComplications métaboliques

Dénutrition : liées à la toxicité de la chimiothérapie sur les muqueuses digestives (mucite, diarrhées). Elle doit être prévenue par une nutrition parentérale en fonction de la sévérité.
Toxicité rénale, tubulopathie liées à la chimiothérapie et/ou aux traitements antibiotiques ou antifongiques.

CComplications organiques

Maladie veino-occlusive du foie :
elle complique 10 % à 20 % des allogreffes avec irradiation corporelle totale (moins fréquente mais non nulle sans irradiation corporelle totale);
les manifestations résultent d’une atteinte endothéliale des veines hépatiques :
hépatomégalie douloureuse, ascite;
cholestase ictérique, cytolyse retardée, insuffisance hépatocellulaire avec syndrome hémorragique;
inversion du flux porte à l’échographie;
le diagnostic positif est apporté par l’analyse anatomopathologique de la biopsie hépatique (thrombose des petites veines centrolobulaires);
le décès survient dans 50 % des cas;
le traitement préventif repose sur l’héparinothérapie.
Toxicité cardiaque : il s’agit de troubles du rythme ou péricardites dues à la chimiothérapie de conditionnement lorsqu’elle comprend de l’Endoxan® (cyclophosphamide) ou du BICNU® (carmustine).
Toxicité pulmonaire :
la pneumopathie interstitielle aiguë (Endoxan®, cyclophosphamide; busulfan) peut évoluer vers une fibrose irréversible;
le méthotrexate peut être responsable de pneumopathie immunoallergique;
le diagnostic différentiel est la protéinose alvéolaire.
Toxicité rénale : directement liée aux chimiothérapies (Endoxan®, cyclophosphamide; cisplatine; isofosfamide) ou au syndrome de lyse tumorale. Le recours à la dialyse est directement lié à la mortalité.
Toxicité cutanée (syndrome de Sweet, desquamation cutanée, acral erythema, alopécie), toxicité gonadique (infertilité), hypothyroïdie, cataracte.
Survenue de cancers secondaires.

DConflits immunologiques donneur/receveur

Maladie du greffon contre l’hôte (GVHD) :
elle complique 30 % des greffes géno-identiques et 80 % des greffes phéno-identiques. Elle est plus fréquente en cas de conditionnement non myélo-ablatif et en cas de greffon de cellules souches périphériques;
il s’agit d’une réaction des cellules immunocompétentes du greffon (lymphocytes T et NK) contre les cellules du receveur. Tous les organes peuvent être atteints de façon aiguë ou chronique, d’intensité modérée à sévère parfois entraînant le décès :
GVHD aiguë (J0 à J100 de la greffe) : atteinte de la peau (de l’érythème jusqu’au syndrome de Lyell), atteinte digestive (diarrhée de 500 cc à plus de 1 500 cc par jour), cholestase (bilirubine de 1,5 à 5 fois la normale), atteinte pulmonaire;
GVHD chronique (au-delà de J100) : elle est classée en diffuse ou localisée selon le nombre d’organes concernés. Les manifestations sont proches de celles observées dans les maladies auto-immunes, telles que la sclérodermie, la cirrhose biliaire primitive, la bronchiolite oblitérante. Le renforcement des traitements immunosuppresseurs participe aux complications secondaires (infections, fragilité cutanée, insuffisance rénale, hépatique ou pulmonaire). Elle constitue une véritable «seconde maladie», responsable d’une morbi-mortalité considérable.
Rejet ou non prise de greffe : concerne 1 % des allogreffes. Il s’agit principalement des cas de greffons de faible volume et/ou de conditionnement non myélo-ablatif.

Autogreffe de cellules souches hématopoïétiquesIModalités pratiques

L’autogreffe est un support cellulaire. Elle n’a pas d’efficacité propre sur l’hémopathie maligne mais permet de réaliser une chimiothérapie dite intensive avec forte toxicité sur la tumeur. La toxicité hématologique est compensée par la réinjection de cellules souches hématopoïétiques.
Les cellules souches hématopoïétiques sont recueillies chez le patient et lui sont réinjectées après la chimiothérapie de conditionnement. L’ensemble (chimiothérapie et greffe) porte le nom d’intensification thérapeutique.
Le receveur et le donneur étant la même personne, il n’existe pas de conflit immunitaire donc de problèmes de compatibilités, de réaction du greffon contre l’hôte (GVHD), de rejet.

ARecueil du greffon

Le recueil de cellules souches hématopoïétiques du sang périphérique a supplanté celui de la moelle osseuse.
Le recueil de cellules souches hématopoïétiques est au mieux réalisé au moment où la masse tumorale est la plus faible (critères accomplis de rémission complète ou très bonne réponse) donc généralement après plusieurs cycles de chimiothérapie.
Les sérologies virales du patient (VIH, VHB, VHC, CMV, EBV) doivent dater de moins d’un mois.
Mobilisation : les cellules souches hématopoïétiques circulantes dans le sang périphérique sont en très faible nombre. Il existe deux modalités pour augmenter leur nombre (les m