NUEVOS TRATAMIENTOS DE LA HEPATITIS AUTOINMUNE: del modelo

animal a la práctica clínica

Fernando Alvarez, M.D.Profesor de Pediatría

Director, Programa de Trasplante hepático

CHU Sainte-JustineUniversidad de Montreal

HEPATITIS AUTOINMUNE

Definición :

« Lesión inflamatoria del hígado, con un curso fluctuante, evolucinando hacia la destrucción

progresiva del parénquima hepático. »

HAI-características

Laboratorio– (↑) ALT– Hiper IgG– Autoanticuerpos– CD4+ Th1– CD8+ Ag-específicos

Clínica Cronicidad Preponderancia femenina Edad

HEPATITIS AUTOINMUNE: INFLUENCIA DE LA EDAD

Histología– Infiltrado linfo-plasmocítico– Hepatitis de interfase– Hepatitis lobular

HAI características

HAI característicasSusceptibilidad

genética MHC Non MHC

PATOGENESIS DE HAI (hipótesis)

Autoreactive cells

?

PATOGENESIS DE HAI (hipótesis)VIRUS?

HEPATITIS AUTOINMUNEInfección - Autoinmunidad

« Ruptura » de tolerancia :

• Rección cruzada (mimetismo molecular)

• Liberación de proteinas secuestradas

• Activación de células T en reposo

• Activación policlonal de linfocitos

MODELO ANIMAL DE LA HAI TIPO 2

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

1 2 3 4 5 6 7 8

months

titer

(1/s

erum

dilu

tion)

Autoantibodies

prCMV-CTLA4-CYP2D6-FTCD

CTLA-4

P450 2D6

FTCD

SV40

pCMV

ALT

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9months

ALT

(U/L

)

Modelo de HAI tipo 2 Presencia de autoanticuerpos anti-LKM1 y anti-LC1 NO transgénico

(Lapierre et al., Hepatology, 2004)

Modelo de Hepatitis Autoinmune« Mimetismo molecular »

– Hepatitis Autoinmune – Ausencia de inflamación anterior – Células T CD8+ - Ag específicas (citotoxicidad)– Respuesta CD4+ Th1 – Autoanticuerpos contra Ags del ratón

HAI-PATOGENESISNaive or activated CD8+ T cells

B, CD4+, and CD8+ cells

Modelo de Hepatitis AutoinmuneActivación periférica

– Activación de células T CD4+ and CD8+, y B autoreactivas, en los nódulos linfáticos es necesario para el desarrollo de una HAI.

– Células T activadas dentro del hígado, no provocan una HAI.

Genes en el locus del CMH y otros locus no en el CMH son responsables de una suceptibilidad a la HAI.

Modelo de HAIInfluencia de la edad

0

1

2

3

4

5

6

7

Femelles de 7semaines

Femelles de 4semaines

Femelles de14 semaines

Males de 7semaines

Scor

e (M

odifi

ed Is

hak)

** 7 week-old females

14 week-old females

4 week-old females

7 week-old males

Ratones vacunados a la septima semana de vida muestran una inflamación mas importante.

Modelo de HAIInfluencia de la edad

Wild typeFemale/male

C57BL/6

Modelo de HAIRol de Tregs

+ pCMV-CYP2D6 =-FTCD

(↑) Tregs inmale mice

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

Spleen PBMC Liver

% o

f CD4

+ CD2

5+ Fox

P3+

Males

Females

HAI en humanos Modelo animalClinica

Preponderancia femenina SíEdad Sí

LaboratorioElevación ALT/AST SíIgG elevada SíAutoanticuerpos (LKM1/LC1) SíPredominancia CD4+ (TH1) SíCçlulas T CD8+ T específicas Sí

HistologíaInfilatrado linfo-plasmocítico SíHepatitis de interface SíHepatitis lobular SíFibrosis ?

Suceptibilidad genéticaGenes CMH SíGenes no-CMH Sí

Comparación del modelo con las características en el hombre

MODELO DE HAI EN EL RATONConclusiones-Patogénesis

• MIMETISMO MOLECULAR.

• IMPORTANTE ACTIVACION DE CELULAS CD4+ AND CD8+ EN LA PERIFERIA DEL HIGADO.

• BAJO NUMERO DE Tregs

• FONDO GENETICO DE SUCEPTIBILIDAD.

• SEXO FEMENINO Y PRE-PUBERTAD.

MECANISMOS POSIBLES

PATOGENESIS DE LA HAI

A)

B)

T reg

Ex vivo expansion

HAI-PATOGENESIS

Hepatology. 2013 Jan;57(1):217-27CXCL9 CXCL10

Increase of chemokines in the Iiver.

Tregs from C57Bl/6 express the cognate receptor.

Tregs en cultivo mantienen la expresión de FoxP3 and CXCR3.

Transferencia de Tregs disminuye la inflamación

PATOGENESIS DE LA HAI

A)

B)

T reg

Auto Ag intranasal

HAI-TRATAMIENTO

ADMINISTRACION INTRA-NASAL DEL AUTO-ANTIGENO

Mock tr

eated

mice

mFTCD trea

ted m

ice0

1

2

3

4

5 **

**p=0.0053, Unpaired t-test

Mod

ified

Isha

k HA

I sco

re

A.

B.

Mock-treated mice Intranasal mFTCD administration

A)

B)

T reg

Anti-CD20

HAI-PATOGENESIS

ANTI-CD20 EXPRESSION

ANTI-CD20 ADMINISTRATIONTRATAMIENTO ANTI-CD20

TRATAMIENTO ANTI-CD20

Tratamiento de la HAI (dos niños)

1 6 11 16 21 26

0

500

1000

1500

2000

30 35 40

Normal Value

Months

IU /

L

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011

0

500

1000

1500

2000

18

Normal Value

ASTALTPrednisoneMMFAZARituximab

Months

IU /

LD´Agostino, A. Costaguta and F. Alvarez. Pediatrics 2013

A)

B)

T reg

Auto Ag

Anti-CD3

Anti-CD3

Anti-CD20

HAI-PATOGENESIS-TRATAMIENTOEx vivo expanded

NUEVOS TRATAMIENTOS DE LA HEPATITIS AUTOINMUNE: del modelo animal a la práctica

clínica

CONCLUSIONES:EL MODELO ANIMAL NOS PERMITE COMPRENDER LA PATOGENESIS DE LA HAI Y DESARROLLAR:

-Nuevas terapias que serán en poco tiempo sujetas a ensayos clínicos.

-Estas terapias serán mas espcíficas y tendrán menos efectos secundarios.

ChemokinesCXCL16 RANTES MIP-αMIP-βIP-10CCL25

ChemokinesCXCL16 RANTES MIP-αMIP-βIP-10CCL25

Chemokines receptorsCCR6 CCR5CXCR3

Chemokines receptorsCCR6 CCR5CXCR3

Adhesion moleculesVap-1ICAM-1VCAM-1E-Selectin

NP

NP

NP

NP

NP

Peripheral lymphocytes

Liver inflammation & Perpetuation

Mechanism of lymphocyte migration & inflammationKathie Beland, Pascal Lapierre, Idriss Djilali-Saiah, Fernando Alvarezwww.plosone.org 1 October 2012 | Volume 7 | Issue 10 | e48192

ANTI-CD20 TREATMENT

Mouse models of autoimmune liver diseaseSex - Age

pCMV-CYP2D6-FTCD Female – 6-7 weeksC57BL/6

Mouse model of autoimmune hepatitisInfluence of age

CD8CD4 B-cell (CD23)

Liver Immunohistochemistry & FACS

The liver infiltrate is composed mainly of CD4+ cells.

The ratio of CD4+/CD8+ cells shifts from 1:1 to 2:1 following the DNA vaccination in C57BL/6.

B cells are also present in the lymphocyte infiltrate .

(Lapierre et al., Hepatology, 200

AUTOIMMUNE HEPATITIS IN CHILDREN Clinical and laboratory criteria contributing to the diagnosis

Female genderAP/AST/set ratio < 1.5Serum globulins (IgG) above normalAutoantibodies (ANA, SMA, LKM1, LC1)Negative hepatitis viral markersNegative drug historyOther autoimmune disordersHistological featuresComplete response to immuno-suppressive therapy

Type 1 autoimmune hepatitis

05

10152025303540

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Age

Nb

case

s

MaleFemale

AUTOIMMUNE HEPATITIS

THE INFLUENCE OF AGE AND SEX

Type 2 Autoimmune hepatitis

02468

10121416

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75

Age

Nb

case

s

Male

Female

Almost 90% of type 2 AIH cases are females and more then 80% are diagnosed before the age of 18

Autoimmune Liver DiseasesPathogenesis

Genetic Background Environment

SexAge

CD8CD4 B-cell (CD23)

Liver Immunohistochemistry & FACS

FACS analysis of liver lymphocyte

0

5

10

15

20

25

30

35

40

C57BL/6 (non-responder)

C57BL/6(responder)

normal C57BL/6

% o

f eve

nts

cd4

cd8

B-cell

The liver infiltrate is composed mainly of CD4+ cells.

The ratio of CD4+/CD8+ cells shifts from 1:1 to 2:1 following the DNA vaccination in C57BL/6.

B cells are also present in the lymphocyte infiltrate .

(Lapierre et al., Hepatology, 2004)

Mouse model of autoimmune hepatitisInfluence of age

AUTOIMMUNE HEPATITIS Infection - Autoimmunity

« Break » of tolerance :

• Cross-reactivity (molecular mimicry)

• Release of sequestered proteins

• Activation of resting T cells

• Polyclonal activation of lymphocytes

Methods Groups

H-2bC57BL/6

H-2b129/sv

H-2dBALB/c

MHCMouse Strain

T-cell trapping involves theexpression of specific chemokines and adhesion molecules,

Kathie Beland, Pascal Lapierre, Idriss Djilali-Saiah, Fernando AlvarezPLOS ONE | www.plosone.org 1 October 2012 | Volume 7 | Issue 10 | e48192

FOIE ET SYSTEME IMMUNITAIREHAI MODEL ANIMAL- DIFFERENCES ENTRE SEXES

0.5

1

1.5

2

1 2 3 4 5 6 7 8

Month

7 week-old females4 week-old females14 week-old females7 week-old males

* *

*

Serum ALT levels

(One-way ANOVA, Tukey-Kramer post test, GraphPad InStat 3.00)

Female mice vaccinated at 7 weeks of age show significantly higher ALT levels compared to males or females vaccinated at 4 or 14 weeks of age.

Normallevel

1.5 X

2 X