Predicting acute cellular rejection after liver transplantation: form liver function test to immune monitoring

In recent years, the main end point of immunosuppressive therapy after liver transplantation has moved from the prevention of acute cellular rejection (ACR) toward the preservation of long-term graft function and prevention of immunosuppression-related side effects. This approach requires an optimal management of immunosuppressive therapy according to patient risk factors. However, the concentration of immunosuppressive drugs in the serum of patients, which is generally used as a surrogate for the level of immunosuppression, does not provide information about the magnitude of suppression of the immune system. Therefore a reliable marker for the development of ACR, or to predict patients who could tolerate reduced immunosuppression, would be crucial for improving post-transplant management of liver transplanted patients. The aims of the studies presented in this thesis were: 1) to assess the incidence of ACR after liver transplantation, to identify potential risk factors for ACR, and to evaluate the impact of ACR and its histological severity on outcomes; 2) to evaluate the role of liver function tests and blood eosinophil count as potential biomarkers for ACR after liver transplantation, with special attention on prediction of histologically proven moderate and severe ACR; 3) to evaluate the expression of specific immunological markers for ACR in patients before and after liver transplantation. The results of the studies showed that patient and graft survival at 1, 5 and 10 years after liver transplantation were not different with respect to presence or absence of ACR. Only untreated moderate/severe ACR was associated with increased death/graft loss using adjusted Cox regression analysis, whereas mild ACR, whether treated or not, had no effect. With regards to the evaluation of potential markers of ACR, despite peripheral eosinophilia was not sufficiently predictive of moderate/severe ACR, the delta in eosinophil count between the first and second biopsies was the only independent predictor of histological improvement, irrespective of whether bolus steroids were used. Lastly, we demonstrated that the increased expression of C28 and C38 on both CD4+ and CD8+ T cells and the increased levels of IL-17. These alterations of immune system could be used routinely in clinical practice to assess the immune status of liver transplanted patients and to properly manage immunosuppressive therapy

Lo scopo principale della terapia immunosoppressiva dopo trapianto di fegato è passato dalla prevenzione del rigetto acuto alla preservazione della funzionalità a lungo termine dell’organo trapiantato e alla prevenzione degli effetti collaterali dovuti alla terapia immunosoppressiva. Per perseguire tale scopo è necessaria una gestione ottimale della terapia immunosoppresiva stessa. Tuttavia, la misurazione dei livelli ematici dei farmaci immunosoppressori, generalmente utilizzati come surrogato dei livelli di immunosoppressione, non fornisce informazioni relative alla reale intensità della soppressione del sistema immunitario. Pertanto l’individuazione di marcatori biologici di rigetto acuto e/o di tolleranza risulta fondamentale per poter migliorare la gestione della terapia immunosoppressiva dopo-trapianto di fegato. Gli scopi degli studi riportati in questa tesi sono: 1) determinare l’incidenza e gli eventuali fattori di rischio di rigetto acuto dopo trapianto di fegato, valutare in che l’influenza del rigetto acuto e della sua severità istologica sulla sopravvivenza dell’organo e del paziente dopo trapianto di fegato; 2) valutare il ruolo degli indici di funzionalità epatica e della conta eosinofilica ematica come potenziali marcatori biologici di rigetto acuto dopo trapianto di fegato, in particolare di grado moderato/severo; 3) valutare, prima e dopo trapianto di fegato l’espressione di specifici marcatori immunologici di rigetto acuto. I risultati degli studi condotti hanno evidenziato come pazienti con diagnosi di rigetto acuto alla biopsia di protocollo presentino una sopravvivenza di organo e paziente, a 1, 5 e 10 anni dal trapianto di fegato, del tutto sovrapponibile a quella di pazienti senza evidenza istologica di rigetto acuto alla biopsia di protocollo. L’insorgenza di rigetto acuto di grado moderato/severo non sottoposto a trattamento farmacologico è tuttavia associata ad aumentata incidenza di decesso o perdita dell’organo post-trapianto. Nel valutare potenziali marcatori biologici di rigetto acuto, abbiamo dimostrato che nonostante la conta eosinofilica periferica non sia sufficientemente predittiva per lo sviluppo di rigetto acuto post-trapianto, la differenza nella conta eosinofilica tra la prima e la seconda biopsia epatica può essere considerato un fattore predittivo di miglioramento istologico, indipendentemente dall’utilizzo o meno di terapia con boli steroidei. Non è stata invece evidenziata alcuna associazione tra l’alterazione degli indici di funzionalità epatica e l’insorgenza di rigetto acuto. Infine, è stato dimostrato che l’insorgenza di rigetto acuto risulta associata ad aumentata espressione di CD28 e CD38 sia sui linfociti T CD4+ che CD8+ e ad un aumento dei livelli di IL-17. Tali alterazioni del sistema immunitario potrebbero essere utilizzate nella pratica clinica per valutare lo stato di soppressione del sistema immunitario in pazienti sottoposti a trapianto di fegato con il fine ultimo di una gestione ottimale e personalizzata della terapia immunooppressiva