Autoimmunità e trapianto di pancreas o di isole

RASSEGNA
Autoimmunità e trapianto di pancreas o di isole
Occhipinti M
Area Vasta Sud Est, UOC Diabetologia, Ospedale Misericordia, Grosseto
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 isolata (nei pazienti con funzione renale conservata),
insieme o dopo il trapianto di rene (nei pazienti con insufficienza 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 attuali 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 stimano 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). Certamente, 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’alloimmunità anche l’autoimmunità. Le prime evidenze
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, insulin autoantibody, anticorpi anti-insulina; PRA, panel anticorpale.
G It Diabetol Metab 2016;36:199-202
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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 moltiplicati i riscontri che confermano la possibilità che si verifichi 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 ridurre 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 alloreattive. 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 fondamentale 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 dell’organo(11). La diagnosi di certezza necessita della biopsia e si caratterizza dal riscontro di una perdita selettiva
delle beta-cellule e da specifici pattern di insulite (CD3,
200
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’esecuzione di una procedura bioptica e si può supporre che la
recidiva autoimmune risulti complessivamente un fenomeno sottostimato(14). A tale proposito, l’analisi retrospettiva 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 rigetto 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 combinato 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 presente 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 eterozigote 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
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
Autoimmunità e trapianto di pancreas o di isole
tempo è minata da molteplici fattori, come la non sempre
adeguata quantità di isole trapiantate, l’assenza di rivascolarizzazione diretta, l’infiammazione prodotta dalla
procedura di impianto, oltre alle reazioni auto- e alloimmunitarie. Il monitoraggio della funzione avviene principalmente 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 approfonditamente il loro destino dopo l’impianto(16,17).
Roep e colleghi hanno provato a valutare il ruolo di alloe autoimmunità sull’andamento del trapianto di isole in
21 pazienti affetti da diabete mellito di tipo 1, valutando
contemporaneamente follow-up metabolico (livelli circolanti di peptide C e tempo trascorso come insulinoindipendenti/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 metabolica del trapianto di isole(18).
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 1 è riportato un esempio della correlazione tra variazione 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 posttrapianto(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 correlazioni 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).
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 (antiIA2) e più recentemente gli anti-recettore del trasportatore 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-
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
Sopravvivenza del trapianto di pancreas solitario
Figura 1 La sopravvivenza
dell’organo trapiantato è stata
significativamente più bassa
nei pazienti sottoposti a trapianto di pancreas isolato,
dopo conversione o aumento
del titolo anticorpale degli anticorpi anti-isola durante il followup (p < 0,0001) (modificata da
ref. 19).
Autoimmunità cellulare e trapianto
1,00
0,75
0,50
0,25
0,00 p < 0,0001
0
12
Aumento vs Non aumento AutoAb Post-Tx
24
36
48
60
72
84
96
4
0
1
0
Mesi post-trapianto
Numero di pazienti a rischio
Pazienti senza aumento del titolo anticorpale
Pazienti con aumento del titolo anticorpale
25
0
22
2
21
2
19
3
Aumento AutoAb Post-Tx
19
3
19
2
13
0
Non aumento AutoAb Post-Tx
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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 disponibilità di antigeni nel post-trapianto(18-21). L’utilizzo
di terapie immunosoppressive convenzionali, in grado di
inibire la proliferazione dei linfociti T attraverso l’inibizione 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 alternative, capaci di stimolare la proliferazione omeostatica 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 immunosoppressivi 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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