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Le récent éditorial de Dayan et Wraith dans ce journal a souligné les défis pour le développement de nouvelles immunothérapies après l’essai désastreux de TGN1412. Cet aperçu présente certaines des connaissances acquises à partir de nombreux essais cliniques de l’anti-D qui peuvent être pertinentes pour l’immunologie translationnelle.

La prévention de l’hydrops fetalis ou de la maladie hémolytique rhésus du fœtus et du nouveau-né (HDFN) par l’anti-D prophylactique est l’application clinique la plus réussie de l’immunosuppression médiée par les anticorps. La maladie hémolytique du fœtus et du nouveau-né survient lorsqu’une femme D-négative est immunisée contre les globules rouges D-positifs du fœtus à la suite d’une hémorragie fœto-maternelle (HFM) ; les IgG anti-D produites sont transférées à travers le placenta, entraînant la destruction des globules rouges du fœtus par les macrophages spléniques. Dans les années 1940, lorsque la cause de cette maladie a été reconnue pour la première fois, 1 % des bébés naissaient avec une HDFN et 40 % d’entre eux mouraient. L’anti-D est l’anticorps le plus souvent en cause. Le polypeptide RhD présent sur les globules rouges est le plus immunogène des antigènes du groupe sanguin car il est absent des cellules des individus D-négatifs qui n’ont pas le gène RHD.

L’HDFN est maintenant rare, en partie grâce à l’amélioration des soins fœtaux et néonatals mais surtout grâce à la prévention de l’immunisation primaire des femmes D-négatives sensibles par l’IgG anti-D prophylactique. Depuis 1968, après des essais cliniques concluants au Royaume-Uni et aux États-Unis, l’anti-D est administré à 10 % des femmes en période postnatale, ce qui a permis de réduire l’incidence de la maladie d’environ 95 %. Moins de 30 décès périnataux par an sont désormais causés par l’HDFN. En 2002, le National Institute of Health and Clinical Excellence (NICE) a recommandé l’administration systématique d’une prophylaxie anténatale anti-D à toutes les femmes D-négatives, en plus de la prophylaxie postnatale, afin de réduire encore davantage le taux d’immunisation. L’anti-D par voie intraveineuse (IV) est également utilisé à des fins thérapeutiques pour traiter certains patients D-positifs atteints de purpura thrombocytopénique immunitaire (PTI). La demande d’anti-D est donc en augmentation.

L’immunoglobuline anti-D est préparée à partir de plasma humain hyperimmun regroupé. Depuis de nombreuses années, les problèmes de sécurité virologique et, plus récemment, la variante de la maladie de Creutzfeld Jacob (vMCJ) ont stimulé la recherche d’approvisionnements alternatifs. Au Royaume-Uni, le plasma destiné au fractionnement provient désormais de donneurs nord-américains, car on craint que les donneurs britanniques soient des porteurs latents de la vMCJ. Des centaines d’anticorps monoclonaux (mAb) ou recombinants (rAb) anti-D ont été produits dans le but de remplacer les anti-D polyclonaux préparés à partir de plasma humain par des versions biotechnologiques à des fins diagnostiques et cliniques. Ils sont tous dérivés de gènes d’immunoglobulines humaines ou de cellules B, car les souris ne reconnaissent pas l’antigène RhD. Divers systèmes d’expression ont été utilisés, notamment des lignées de cellules B humaines, des cellules d’ovaire de hamster chinois (CHO), des hétérohybridomes souris-humains et des myélomes de rat.

Bien que le mécanisme exact de suppression de l’immunisation D par l’administration d’IgG anti-D passives reste à élucider , on sait que les globules rouges D-positifs sont rapidement éliminés vers la rate par les macrophages via les interactions des récepteurs Fc IgG (FcγR) et rendus non immunogènes. En effet, pour s’assurer que l’anti-D prophylactique est susceptible d’être efficace pour prévenir l’immunisation D à un FMH important, les femmes sont testées 2-3 jours plus tard pour vérifier que les cellules fœtales sont éliminées de la circulation . Sinon, les globules rouges allogéniques ont une longue survie après une HFM ou une transfusion. Les réponses allo-immunes sont lentes à se développer, typiquement 5 à 15 semaines pour les anti-D . Cela est probablement dû à l’absence de signaux de danger (provenant de molécules étrangères), de sorte qu’ils ne sont pas reconnus par le système immunitaire jusqu’à ce qu’ils deviennent sénescents, ce qui stimule alors leur phagocytose via les récepteurs phosphatidyl-sérine . Sans prophylaxie RhD, environ 17% des femmes D-négatives sont immunisées après une grossesse avec un fœtus D-positif . Cette incidence est inférieure à celle des sujets normaux délibérément immunisés (jusqu’à environ 85 % de réponse) parce que pour la plupart des femmes, les volumes d’HFM sont trop faibles pour que les globules rouges soient immunogènes. Les femmes enceintes peuvent faire des réponses allo-immunes robustes tout en tolérant leur fœtus semi-allogénique.

Au cours des 20 dernières années, 19 AcM et AcR anti-D ont été testés dans 15 études de première intention. Celles-ci ont été récemment revues et sont résumées ici. Aucun effet indésirable grave n’a été observé. Les tests biologiques in vitro de la phagocytose et de l’hémolyse médiées par le FcγR utilisant des cellules effectrices humaines sont bien établis et ont été utilisés pour la sélection. Les essais cliniques ont évalué la capacité des anticorps à éliminer de petits volumes (moins de 1%) de globules rouges D-positifs de la circulation et, dans certaines études, la capacité de l’anti-D à empêcher l’immunisation D a également été déterminée. De nombreux AcM et AcR ont été directement comparés à l’anti-D polyclonal.

Une grande hétérogénéité dans l’efficacité des anticorps a été observée (tableau 1). Deux AcM dérivés de lignées cellulaires B-lymphoblastoïdes humaines, BRAD-3 et BRAD-5, ont médié une clairance rapide des globules rouges et empêché l’immunisation D presque aussi efficacement que l’anti-D polyclonal, bien qu’une dose trois à quatre fois plus élevée ait été utilisée . Les demi-vies plasmatiques de BRAD-3 et BRAD-5 étaient normales, mais la biodisponibilité était deux fois moindre que celle de l’anti-D polyclonal. Lorsque ces anticorps ont été exprimés en tant que rAbs dans des cellules CHO, la clairance des globules rouges autologues D-positifs était plus lente que celle des mAbs originaux. Une vaste étude utilisant un autre anticorps anti-D rAb dérivé de CHO, MonoRho, a donné des résultats décevants, la clairance des globules rouges étant extrêmement variable, généralement très lente et sans corrélation avec la dose d’anti-D . La très faible biodisponibilité de MonoRho pourrait expliquer en partie ce résultat. Les sujets n’ont cependant pas produit d’anti-D, bien qu’ils n’aient pas reçu d’injections de provocation de globules rouges D-positifs pour déterminer leur statut d’immunisation D . Les AcM produits par des lignées cellulaires de myélome murin (en tant qu’hétérohybridomes souris-humain) ont également montré une grande variabilité dans la clairance des globules rouges mais, de manière inattendue, plus de la moitié des receveurs ont rapidement été immunisés contre l’anti-D, soit deux fois plus que si les globules rouges avaient été utilisés seuls. Ces anti-D ont donc eu un effet adjuvant, renforçant la réponse immunitaire aux globules rouges D-positifs au lieu de la prévenir comme prévu. Des études ultérieures utilisant des AcR anti-D produits par des cellules de myélome de rat ont montré qu’ils favorisaient une élimination extrêmement rapide des globules rouges autologues, plus rapidement que les anti-D polyclonaux. L’effet de la modification de la lignée cellulaire exprimant le FOG-1 de la souris au rat était frappant, faisant passer la clairance de très lente et incomplète à très rapide. Dans cette dernière étude, cela a été associé à une hémolyse, à une certaine clairance vers le foie et à des réactions fébriles. Ces réactions ne se produisent pas après une prophylaxie par anti-D polyclonal. De manière inattendue, les mutants de l’Acr FOG-1, qui n’ont pas d’interactions avec le FcγR in vitro, ont également entraîné une clairance rapide des globules rouges, alors qu’une survie normale était attendue. Ces anti-D IgG doivent s’être liés à des récepteurs autres que le FcγR des IgG.

Tableau 1

Résumé des données des essais cliniques des anti-D polyclonaux et des AcM et Acr anti-D.

Cellule utilisée pour l’expression Clone Taux de clairance des globules rouges (de zéro à rapide : – à +++++) Effet sur l’immunisation RhD Référence
Humain B Polyclonal Rapide, peu de variation entre les sujets (++++) Prévenu
Lignée de cellules lymphoblastoïdes B humaines BRAD-3, BRAD-5 (mAbs) BRAD-3+BRAD-5 (blend) (mAbs) Rapide, peu de variation entre les sujets, mais dose 3x plus élevée que l’anti-D polyclonal utilisé (+++) Prévenu chez 90% des sujets
CHO BRAD-3+BRAD-5 (mélange) (rAbs) Moins élevé que le mélange d’AcM BRAD-3+BRAD-5 (++) (Pas fait)
CHO MonoRho (rAb) Très variable entre les sujets (+ à +++) Prévenu ?
Myélome de la souris G7, G12, G17, G48 (mAbs) Très variable entre les sujets (- à ++++) Augmentation, réponse anti-D rapide
Myélome de souris AD1+AD3 (mAbs) Lente et variable (+) Augmentation, réponse anti-D rapide
Myélome de souris FOG-1 (mAb) Plutôt lent et variable (+ à ++) (Pas fait)
Myélome de rat Mutants de FOG-1 & (rAbs) Extrêmement rapide, même en l’absence de liaison FcγR (+++++) (Pas fait)
Myélome de rat R297 (rAb) Extrêmement rapide (+++++) (Pas fait)

Tous les essais cliniques varient, rendant difficile toute comparaison directe.

Des études de tolérance ont été réalisées chez des sujets D-positifs (autologues) ou D-négatifs, les globules rouges étant injectés avant ou après l’anti-D. Les volumes de globules rouges variaient de 0-5 à 15 ml. Les doses d’anti-D différaient (entre 100 et 1800 µg) et l’anti-D était administré soit sur des cellules pré-revêtues, soit injecté par voie i.v. ou i.m. Les études de clairance ont été réalisées pendant une durée allant de 1 h à 7 jours, avec des délais variables pour le prélèvement des échantillons. De un à 94 sujets ont été recrutés. Dans certaines études, les taux de clairance ont été calculés.

La détection des réponses anti-D a été déterminée soit dans des échantillons prélevés toutes les 2 ou 4 semaines, soit dans un seul échantillon de 3 ou 6 mois ; des injections de provocation de globules rouges (immunisation secondaire) n’ont été effectuées que dans deux études .

Plusieurs des AcM et AcR anti-D ne se sont pas comportés comme les anti-D polyclonaux. Aucun n’était tout à fait aussi efficace et certains provenant de lignées cellulaires de rongeurs ont même entraîné des réponses immunitaires indésirables. Les réponses in vivo ont été déterminées principalement par l’espèce de lignée cellulaire produisant les anticorps et non par les séquences protéiques. La cause de ces réactions inattendues et éventuellement nocives pourrait être l’interaction des IgG anti-D produites à partir de cellules animales avec des composants du système immunitaire inné. L’explication la plus probable est la variation de leur composition en oligosaccharides.

Le type de glycosylation des IgG dépend de la cellule dans laquelle elles sont produites et est spécifique à chaque espèce. Des structures telles que l’acide N-glycolyl neuraminique et les oligosaccharides à haute teneur en mannose sur les IgG des rongeurs peuvent être reconnues comme étrangères par les récepteurs de reconnaissance des formes (PRR) de l’immunité innée, ce qui entraîne des réponses pro-inflammatoires. Les PRR comprennent les récepteurs cellulaires de l’asialoglycoprotéine et du mannose. Après s’être liés à l’anti-D sur les globules rouges D-positifs, ils pourraient avoir stimulé les réponses anticorps à l’antigène D. Dans le plasma, la lectine liant le mannose peut provoquer une hémolyse médiée par le complément lorsqu’elle se lie aux résidus de mannose de l’anti-D sur un globule rouge. Les anticorps IgG endogènes reconnaissant le galactose-α1,3-galactose sur les IgG murines pourraient se lier aux anti-D exprimant cet oligosaccharide. Récemment, des IgE endogènes anti-galactose-α1,3-galactose ont provoqué des réactions d’hypersensibilité chez certains patients ayant reçu du cetuximab (un immunothérapeutique anticancéreux) produit dans des cellules SP2/0 de myélome de souris. L’absence d’acide sialique sur de nombreux AcM et AcR anti-D rendrait l’IgG pro-inflammatoire lors de la liaison FcγR .

Les anti-D polyclonaux peuvent être bénéfiques ou mortels dans différents contextes cliniques. La dose de globules rouges cibles est un facteur majeur. L’élimination de petits volumes de globules rouges, comme dans l’HFM, est un processus « silencieux », non inflammatoire et non hémolytique. Cependant, si un individu D-positif reçoit de fortes doses d’anti-D, comme dans le cas d’un fœtus souffrant d’une maladie hémolytique RhD ou, rarement, de patients atteints de PTI traités par anti-D IV, une hémolyse grave peut survenir. Dans ces cas parfois mortels, les symptômes supplémentaires sont généralement l’anasarque (œdème) chez les HDFN et l’hémoglobinémie aiguë, l’hémoglobinurie et la coagulation intravasculaire disséminée chez les patients atteints de PTI. La plupart des cas d’hémolyse aiguë ont été considérés comme étant dus à une hémolyse extravasculaire robuste (médiée par les macrophages) plutôt qu’à une hémolyse intravasculaire. Même en l’absence de tels effets indésirables graves, il n’est pas rare que les patients atteints de PTI présentent de la fièvre et des frissons après la perfusion d’anti-D IV, ce qui indique des réactions inflammatoires. Ainsi, si les patients atteints de PTI étaient traités avec des AcM ou des AcR pro-inflammatoires anti-D au lieu des anti-D polyclonaux actuels, une série complexe de réactions involontaires et potentiellement dangereuses pourrait s’ensuivre.

A la suite de l’étude de phase 1 TGN1412, certains aspects des essais cliniques des anti-D peuvent être utiles pour le développement futur et la réglementation des études de première intention d’autres immunothérapies, en particulier celles ciblant les cellules du sang (tableau 2). Le choix de la dose initiale est particulièrement important. De faibles doses de globules rouges et d’anti-D ont été utilisées dans toutes les études sur l’homme. Dans certaines études, par exemple pour BRAD-3 , des globules rouges autologues (0-5 ml) ont été enrobés d’anti-D ex vivo, puis lavés et injectés, ce qui a permis de minimiser la dose d’anticorps et d’atténuer la possibilité d’effets indésirables. La clairance de si petits volumes de globules rouges a pu être suivie avec précision lorsqu’ils ont été marqués aux isotopes. Lorsque cet anticorps s’est avéré sûr et efficace, l’anti-D et les globules rouges ont ensuite été injectés séparément pour simuler plus fidèlement la situation clinique. La mise en évidence de réactions inflammatoires avec de faibles doses d’anti-D et de globules rouges doit inciter à la prudence dans les études de mise à l’échelle.

Tableau 2

Design des essais cliniques de phase 1 de l’anti-D.

Tests et analyses Détails et commentaires Points à considérer pour le développement futur
Modèles animaux précliniques Non adaptés aux anti-D.D car l’antigène RhD est limité à l’homme
Bio-essais in vitro La sélection des AcM et AcR candidats anti-D a été faite en utilisant des tests bien établis de l’activité fonctionnelle FcγR. Une collaboration étendue pour le développement de ces essais biologiques a été entreprise dans le cadre de quatre ateliers internationaux L’analyse des données d’essai suggère qu’il serait bénéfique de développer des essais biologiques supplémentaires pour étudier les interactions des anticorps (ou des cellules recouvertes d’anticorps) avec les composants du système immunitaire inné, tant pour les anticorps anti-D que pour les autres médicaments ciblant le système immunitaire.D et pour d’autres médicaments ciblant le système immunitaire
Dose Les doses d’anti-D et de globules rouges D-positifs cibles étaient faibles tant dans les expériences cliniques originales menées il y a plus de 40 ans que dans les essais récents. L’objectif était que l’anti-D élimine les globules rouges acquis par FMH Dans l’étude de phase 1 de TGN1412, la quantité d’anticorps administrée était beaucoup trop élevée et tous les lymphocytes T étaient des cibles, ce qui a conduit à la tempête de cytokines. La dose d’anticorps et d’antigène pourrait être minimisée si un échantillon de cellules était recouvert de l’anticorps à tester in vitro, lavé et injecté
Traceurs L’utilisation du 51chrome pour marquer les globules rouges cibles ex vivo a permis une détermination très sensible de leur survie, la distribution tissulaire et l’hémolyse in vivo Le 51chrome ou d’autres radionucléides ou fluorochromes devraient être envisagés dans les futures études sur les immunothérapies pour à la fois minimiser les doses et améliorer la qualité des informations issues des essais
Intervalle de dosage Dans une étude sur l’anti-D menée avant que les considérations économiques ne soient importantes, l’intervalle de dosage entre les sujets était de 1 semaine, ce qui laissait le temps de surveiller les sujets pour détecter les effets indésirables Les périodes de temps entre l’administration des substances d’essai aux volontaires doivent être considérablement plus longues que les quelques minutes entre les sujets dans l’essai TGN1412
Sujets antigéniques négatifs Un avantage peut-être unique de l’anti-D est que la détermination précise de sa biodisponibilité, pharmacocinétique et de la demi-vie est possible car les individus D-négatifs n’ont pas l’antigène
Glycosylation de l’IgG Il est probable que la glycosylation non humaine de l’anti-D le rende pro- plutôt qu’anti-inflammatoire. Des effets biologiques ont été observés même à de très faibles doses La glycosylation du TGN1412 peut avoir affecté son activité in vivo
Partage d’informations La combinaison des résultats de tous les essais cliniques était plus informative pour analyser l’activité immunologique des anticorps anti.D que les études individuelles seules La publication fait progresser les connaissances

En conclusion, les nombreuses données issues des études humaines sur les AcM et les AcR anti-D suggèrent que leur glycosylation pourrait avoir eu un effet puissant en modulant leurs activités in vivo. Certains rAbs ont augmenté plutôt que diminué l’incidence de l’immunisation D, l’un d’entre eux a provoqué des réactions hémolytiques néfastes et un autre avait une biodisponibilité extrêmement faible. Ces effets n’étaient pas prévus par les études in vitro réalisées. A l’avenir, lors du développement de glycoprotéines recombinantes pour la thérapie humaine, il faudra prendre en compte la possibilité d’interactions entre des oligosaccharides non humains et des cellules ou des molécules autres que le ligand prévu.

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