Costimulation blockade with Belatacept in renal transplantation

Background: Renal transplantation is the standard of care for patients with end-stage renal disease. Although maintenance immunosuppression with calcineurin inhibitors yields excellent one-year survival, it is associated over the long term with high rates of death and graft loss, owing in part to the adverse renal, cardiovascular, and metabolic effects of these agents. The use of potentially less toxic agents, such as belatacept, a selective blocker of T-cell activation, may improve outcomes. Methods: We randomly assigned renal-transplant recipients to receive an intensive or a less-intensive regimen of belatacept or cyclosporine. All patients received induction therapy with basiliximab, mycophenolate mofetil, and corticosteroids. The primary objective was to demonstrate the noninferiority of belatacept over cyclosporine in the incidence of acute rejection at six months (with an upper bound of the 95 percent confidence interval around the treatment difference of less than 20 percent). Results: At six months, the incidence of acute rejection was similar among the groups: 7 percent for intensive belatacept, 6 percent for less-intensive belatacept, and 8 percent for cyclosporine. At 12 months, the glomerular filtration rate was significantly higher with both intensive and less-intensive belatacept than it was with cyclosporine (66.3, 62.1, and 53.5 ml per minute per 1.73 m2, respectively), and chronic allograft nephropathy was less common with both regimens of belatacept than with cyclosporine (29 percent, 20 percent, and 44 percent, respectively). Lipid levels and blood-pressure values were similar or slightly lower in the belatacept groups, despite the greater use of lipid-lowering and antihypertensive medications in the cyclosporine group. Conclusions: Belatacept, an investigational selective costimulation blocker, did not appear to be inferior to cyclosporine as a means of preventing acute rejection after renal transplantation. Belatacept may preserve the glomerular filtration rate and reduce the rate of chronic allograft nephropathy

Étude des mécanismes du rejet vasculaire aigu à médiation humorale et application d'immunointervention innovante dans un modèle pré clinique chez le babouin et en xénotransplantation

En transplantation rénale, la recherche de nouvelles thérapeutiques du rejet aigu humoral s'inscrit dans un contexte d'augmentation du nombre de patients immunisés. La première partie de ce travail a consisté à développer un modèle préclinique du rejet aigu à médiation humorale en allotransplantation, afin de tester de nouvelles stratégies thérapeutiques. Les animaux immunisés par deux injections consécutives de PBMC du donneur avant transplantation, développent des anticorps cytotoxiques IgG, dirigés spécifiquement contre les molécules du CMH de classe I du donneur. Une simple monothérapie avec un inhibiteur du Complément (rhC1INH) dans ce modèle de transplantation à cross-match positif, a permis de prévenir efficacement le rejet aigu à médiation humorale pendant le temps du traitement et jusqu'à l'apparition d'un rejet cellulaire. Le travail suivant a donc été d'explorer un modèle de xénotransplantation de reins Gal-KO multitransgéniques pour des protéines humaines de régulation du complément. Les traitements associant inhibition du complément et blocage de la lignée B par un inhibiteur du protéasome, précédés de plasmaphérèse n'ont pas permis d'obtenir des survies plus longues que dans la littérature. Nous avons montré l'existence d'une pré-immunisation avec la présence d'anticorps nonGal à un titre faible, mais hautement cytotoxique. Malgré l'efficacité du bortézomib et du rhC1-INH, les xénogreffes de porc Gal-KO.hCD55.hCD59.hCD39.hHTTg ont été rejetées par une réponse immune combinant une infiltration du greffon par des monocytes / macrophages et les lymphocytes T, un dépôt de xénoanticorps et l'activation de la voie alterne du complément. L'étude de ces modèles a permis de mieux connaître les mécanismes immunologiques impliqués dans le rejet aigu à médiation humorale que ce soit en xénotransplantation mais aussi en allotransplantation.In kidney transplantation, the growing number of immunized patients is a motor for the development of new therapeutic management in acute humoral rejection. Part of this work was to develop a preclinical model of humoral acute rejection in allotransplantation to test new therapeutic strategies. Baboons were immunized by two consecutive injections of donor PBMC before transplantation, and developed cytotoxic IgG antibodies specifically directed against the donor s MHC class I. A simple monotherapy with an inhibitor of complement (rhC1INH) in this model (positive "cross-match" transplantation) effectively prevented acute humoral rejection during the time of treatment and until cellular rejection occured. The following work was therefore to explore a model of Gal-KO multitransgenic for human complement regulatory proteins, in kidney xenotransplantation. Treatments involving inhibition of complement and blocking the B cells line by a proteasome inhibitor, preceded by plasmapheresis, failed to obtain longer survival rates than in the literature. Nevertheless we showed the existence of a pre-immunization with nonGal antibodies at small but highly cytotoxic levels. Despite the efficacy of bortezomib and rhC1-INH, pig xenografts Gal-KO.hCD55.hCD59.hCD39.hHTTg were rejected by an immune response combining graft infiltration by monocytes / macrophages and T lymphocytes, xenoantibodies deposits and activation of the alternative complement pathway. The study of these models gives us a better understanding of the immunological mechanisms involved in acute humoral rejection whether in xenotransplantation or in allotransplantation.NANTES-BU Médecine pharmacie (441092101) / SudocSudocFranceF

New immunosuppressive agents in transplantation

International audienceImmunosuppressive agents have enabled the development of allogenic transplantation during the last 40 years, allowing considerable improvement in graft survival. However, several issues remain such as the nephrotoxicity of calcineurin inhibitors, the cornerstone of immunosuppressive regimens and/or the higher risk of opportunistic infections and cancers. Most immunosuppressive agents target T cell activation and may not be efficient enough to prevent allo-immunization in the long term. Finally, antibody mediated rejection due to donor specific antibodies strongly affects allograft survival. Many drugs have been tested in the last decades, but very few have come to clinical use. The most recent one is CTLA4-Ig (belatacept), a costimulation blockade molecule that targets the second signal of T cell activation and is associated with a better long term kidney function than calcineurin inhibitors, despite an increased risk of acute cellular rejection. The research of new maintenance long-term immunosuppressive agents focuses on costimulation blockade. Agents inhibiting CD40-CD40 ligand interaction may enable a good control of both T cells and B cells responses. Anti-CD28 antibodies may promote regulatory T cells. Agents targeting this costimulation pathways are currently evaluated in clinical trials. Immunosuppressive agents for ABMR treatment are scarce since anti-CD20 agent rituximab and proteasome inhibitor bortezomib have failed to demonstrate an interest in ABMR. New drugs focusing on antibodies removal (imlifidase), B cell and plasmablasts (anti-IL-6/IL-6R, anti-CD38.. .) and complement inhibition are in the pipeline, with the challenge of their evaluation in such a heterogeneous pathology

Modèles de xéno et d'allo - transplantations chez le babouin

Cette thèse a eu pour but d'explorer deux stratégies des plus innovantes en transplantation : la xénotransplantation (Xt) et l'induction de tolérance en allotransplantation (At), chez le primate, entant que modèle préclinique pertinent. La partie Xt a exploré les différents mécanismes impliqués dans le rejet humoral aigu d'une xénogreffe. Notre modèle animale étudie la xénotransplantation de reins de porcs transgéniques pour les molécules régulant le complément humain (MRCh) chez le babouin. Nous avons montré que les rejets humoreaux aigus, y compris dans un contexte d'utilisation d'organes transgéniques pour les MRCh, s'accompagnaient de dépôts dans les greffons d'IgM et de complément (jusqu'à la phase terminale). Ainsi ce deuxième niveau de rejet xénogénique apparaît plutôt qu'une entité particulière, comme une forme de rejet hyperaigu retardé dans le temps par nos diverses interventions. Ce rejet est associé à une réponse majoritairement de type inné avec un infiltrat cellulaire associé à un environnement proinflammatoire et cytotoxique. Cette réponse peut être diminuée par certains protocoles d'immunosuppression. De façon surprenante, la survie du greffon n'est pas prolongée ni par une immunoadsorption unique avant greffe ni par la Mitoxantrone, nouvel agent immunosuppresseur en xénotransplantation, ciblant les cellules B. Ces données doivent être rééxaminées chez le porc " Knockout " pour l'antigène Gal, cible principale de la réponse humorale. L'objectif de la seconde partie a été d'explorer diverses façons d'induire une tolérance en allotransplantation chez le babouin, en tenant compte des acquis issus des stratégies établies chez le rongeur et in vitro, notamment l'inhibition des voies de costimulation et l'utilisation de cellules dendritiques (CD). Nous avons testé l'inhibition de la costimulation seule et en association avec la Rapamycine, immunosuppresseur facilitant potentiellement l'induction de tolérance chez le rongeur. Cette dernière stratégie s'est révélée uniquement immunosuppressive, et d'autres manœuvres immunologiques doivent être testées afin d'établir un état de tolérance. Nous avons également caractérisé pour la premier fois les CD de babouin, dérivées in vitro à partir de précurseurs de la moelle osseuse ou du sang périphérique. D'autres études in vitro sont nécessaires afin de vérifier la capacité d'induction de tolérance de ces cellules avant de les utiliser in vivo chez le babouin, soit seule, soit en association avec des inhibiteurs des voies de costimulation ou des immunosuppresseurs.The aim of this PhD was to explore the most innovative strategies in the field of transplantation: xenotransplantation (Xt) and tolerance induction in allotransplantation (At), in the non human primate, a relevant preclinical model. The objective of the Xt part was to explore the various immunological mechanisms involved in the acute humoral xenograft rejection of porcine organs transgenic for human complement regulatory molecules (hCRM) by baboons. In our studies acute humoral xenograft rejection appeared to be similar to hyperacute rejection, albeit delayed in time and less aggressive, involving intragraft IgM deposition and complement activation through to the terminal membrane attack complex, even in the case of hCRM-transgenic organs. Rejection was also associated with an innate type response to the xenograft manifest as an cellular infiltrate creating a proinflammatory and cytotoxic environment, which, in some cases, was susceptible to immunosuppression. Surprisingly, survival was not prolonged by a single pretransplant immunoadsorption or by specific B cell-targeted immunosuppression with Mitoxanotrone, a novel agent in xenotransplantation. These issues will now need to be investigated in the case of the recently developed pigs negative for the Gal antigen, the initiator of this so far insurmountable humoral response. The objective of the At part was to explore different ways of inducing transplantation tolerance in the baboon based on strategies already established in vitro and in rodents, namely costimulation blockade and dendritic cells (DC). We firstly tested costimulation blockade alone and in combination with the potentially tolerance facilitating immunosuppressor, Rapamycin, and found this to be immunosuppressive only. This approach will now have to be supplemented with other immunological manoeuvres in order for tolerance to be achieved. We also extensively characterised baboon DC for the first time, derived in vitro from bone marrow and peripheral blood precursors. Further in vitro studies are now necessary to check the tolerance inducing capacity of these DC before they can be used as part of a protocol in vivo in the baboon, either alone, or in combination with costimulation blockade or immunosuppression.NANTES-BU Médecine pharmacie (441092101) / SudocPARIS-BIUP (751062107) / SudocSudocFranceF

Rejet vasculaire aigu en xénotransplantation et incompatibilité de la voie de la protéine C dans une combinaison porc- primate

La xénotransplantation d'organes vascularisés entre espèces discordantes telle que porc sur primate est soumise à une suite de réactions immunologiques majeures aboutissant immédiatement à un rejet hyperaigu (RHA) ou plus tardivement à un rejet vasculaire aigu (RVA) lorsque des animaux donneurs transgéniques pour des molécules régulatrices du complément humain sont utilisés. Nous avons au cours de cette thèse, démontré que le RVA était également soumis à une activation du complément par des xénoanticorps naturels et que les lésions histologiques majeurs thrombotiques qui le caractérisent pouvaient être accentuées par une incompatibilité moléculaire d'espèce touchant les mécanismes régulateurs de l'hémostase, notamment au niveau de la voie de la protéine C. Nous avons démontré que la thrombomoduline porcine, bien que capable de fixer la thrombine humaine, était un très faible cofacteur d'activation de la protéine C et de TAFI, un inhibiteur de la fibrinolyse. Cette barrière moléculaire peut en partir être surmontée in vitro en surexprimant l'EPCR (Endothelal protein C recepteur) qui est un puissant stimulant de cette voie d'activation. Cette hypothèse a été testée in vivo par la génération d'une souris transgénique pour la molécule humaine de l'EPCR. Cette souris transgénique pour l'EPCR humaine présente également des propriétés anti-inflammtoires et anticoagulantes protectrices dans des modèles d'ischémie- reperfusion rénale et de maladie thrombo-embolique induite. Nous avons enfin montré que la voie d'inhibition du facteur tissulaire était par contre fonctionnelle dans une combinaison porc-primate.Transplantation of vascularized organs between discordant species such as pig and primate is hampered by a series of immunological responses leading rapidly to hyperacute rejection or lately to acute vascular rejection (AVR) if transgenic organs for human complement regulatory molecules are used. We have demonstrated that complement activation by natural xenoantibodies was also involved in the pathogenesis of AVR and molecular incompatibilities in the coagulation cascade, especially in the protein C pathway, may contribute to the rejection associated microvascular thrombosis. We have shown that pig thrombomodulin can bind thrombin and inhibit its procoagulant activity but is a poor cofactor for the activation of human protein C and TAFI. This molecular incompatibility can be in vitro partially resolved by over-expressing EPCR, which is an enhancer of the protein C activation. To confirm in vivo this hypothesis, we generated a transgenic mice for human EPCR. We also found that transgenic overexpression of human EPCR confers protection against inflammation and coagulation. Finally, we study the efficiency of pig TFPI to regulate human tissue factor pathway and we found that there are no apparent incompatibilities between pig TFPI and the human tissue factor pathway.NANTES-BU Médecine pharmacie (441092101) / SudocSudocFranceF

Immunothérapie en allotransplantation chez le primate (inhibition du complément et de la costimulation)

Cette thèse a eu pour but d'explorer deux stratégies thérapeutiques innovantes en transplantation rénale chez le primate non-humain : le blocage sélectif de la molécule de costimulation CD28 et l'inhibition précoce de l activation de la voie classique du complément. La première partie à consisté en l'évaluation préclinique de sc28AT, un antagoniste monovalent sélectif de CD28 dans le but d'inhiber les interactions activatrices CD28/B7 tout en laissant intactes les interactions inhibitrices CTLA-4/B7. Nous avons montré que cette stratégie synergise avec l'effet des inhibiteurs de la calcineurine et conduit à une surégulation en périphérie des lymphocytes T régulateurs (Treg) après transplantation, leur accumulation dans les greffons, ainsi qu'à la surexpression transcriptionnelle de molécules immunorégulatrices. Nous avons montré que les monovalents anti-CD28 ne possèdent pas de propriétés superagonistes et qu'ils sont compatibles avec la fonction suppressive des Treg contrairement aux stratégies bloquant toute la voie CD28/B7/CTLA-4. De même, nous avons montré que seul le blocage sélectif de CD28 permet d'empêcher la formation de synapse immunologique stable par un mécanisme CTLA-4-dépendant. L'objectif de la seconde partie a été de développer un modèle préclinique de rejet aigu humoral en transplantation rénale chez le porc puis chez le primate pour tester de nouvelles stratégies thérapeutiques. Nous avons montré que deux injections consécutives de PBMC du donneur sont suffisantes pour induire une alloimmunisation et le développement d anticorps cytotoxiques spécifiquement dirigés contre le CMH de classe I du donneur. Ces animaux immunisés développent un rejet violent très rapidement avec des signes histologiques d atteintes humorales et la déposition de fragments du complément au sein des greffons. Enfin, l'efficacité de la molécule recombinante humaine du C1-inhibiteur a été testée in vitro et in vivo dans ce modèle. Elle permet d inhiber la cytotoxicité induite par les anticorps et de prévenir tout rejet aigu humoral durant la phase de traitement. Ces recherches ont contribué à apporter des éléments nouveaux quant aux rôles et mécanismes de nouvelles stratégies thérapeutiques immunorégulatrices spécifiques en transplantation avec un possible impact chez l'homme à court terme.The aim of this PhD work was to explore two innovative strategies in non-human primate kidney transplantation: the selective blockade of the costimulatory molecule CD28 and the early inhibition of the classical complement pathway. The objective of the first part was to evaluate sc28AT, a selective monovalent CD28 antagonist, to inhibit activating CD28/B7 interactions while preserving CTLA-4/B7 inhibitory interaction. In this transplantation study, we showed that sc28AT synergize with calcineurine inhibitors and conducts in the periphery to an upregulation of regulatory T cells (Treg), their accumulation in the grafts, where immunomodulatory transcripts were also over-expressed. Monovalent anti-CD28 antibodies have no superagonist activities and are compatible with the suppressive function of Treg in contrast to B7-blockade strategies. Moreover, only selective CD28 blockade prevent the formation of a stable immune synapse trough a CTLA-4-dependent mechanism. The aim of the second part was to develop a preclinical model of acute humoral rejection in renal allotransplantation in order to test new strategies to prevent it. We showed that two subsequent indradermal injection of donor PBMC induced alloimmunisation and cytotoxic antibodies directed specifically against donor class I MHC molecules. Immunized recipients developed a fast rejection with histological signs of humoral rejection and complement deposition in the graft. Finally, a human recombinant C1-inhibitor was tested in vitro and in vivo in this model. This compound inhibited cytotoxicity induced by antibodies and prevented humoral rejection during effective time of treatment. These researches illustrate new insights and mecanisms in specific and immunomodulatory therapeutic strategy in transplantation with possible short impact in humans.NANTES-BU Médecine pharmacie (441092101) / SudocSudocFranceF