Les Immunoglobulines monoclonales
I. Rappels sur les immunoglobulines______ 2
A. Structures des immunoglobulines___ 2
B. Fonctions des immunoglobulines___ 2
C. Diversité des Ig_ 3
II. Anomalies des Immunoglobulines______ 4
A. Définitions 4
B. Origine des immunoglobulines monoclonales 6
C. Caractéristiques d’une Ig monoclonale 6
1. Identité de charge électrique 6
2. Identité structurale 7
3. Identité immunologique 7
4. Propriétés 7
III. Diagnostic étiologique d’une
immunoglobulines monoclonale sérique (et/ou urinaire)__ 8
A. Eléments du diagnostic 8
1. Clinique 8
2. Biologique 9
3. Paraclinique 9
B. Etiologies 10
1. Myélome multiple ou maladie de Khaler 10
2. Maladie de Waldenström 11
3. Autres pathologies lymphoprolifératives
malignes 11
a) Proches du myélome 11
b) Les maladies des chaînes lourdes 12
c) La leucémie lymphoïde chronique : LLC 12
d) Lymphomes et autres maladies
lymphoprolifératives chroniques et aiguës 12
4. Immunoglobulines monoclonales de
signification indéterminée 12
a) Immunosuppressions 13
b) Pathologies infectieuses 13
c) Pathologies autoimmunes 13
d) Pathologies cancéreuses 13
e) Divers 13
f) Autres cas 14
g) Devenir des Immunoglobulines de
signification indéterminée 14
Ce
sont des protéines glycosylées dont la masse moléculaire varie de 146 kD (IgG1)
à 970 kD (IgM) (voir tableau 1). Elles sont solubles dans les liquides
biologiques : sérum, urines, liquide céphalo-rachidien, salive….
Les
concentrations en immunoglobulines (Ig)
varient en fonction de la classe d’Ig (voir tableau 1) et bien sûr, du
liquide biologique. Elles sont composées de deux types de chaînes
polypeptidiques :
·
2
chaînes lourdes (H) qui définissent la
classe et la sous-classe de l’Ig
(m, d, g1, g2, g3, g4, a1, a2, e), liées par des ponts di-sulfures
·
aux
2 chaînes légères (L) qui définissent le
type de l’Ig (k ou l).
Les
chaînes H et L comportent des domaines constants
et des domaines variables (fig 1).
Une région charnière assure la flexibilité de la molécule d’Ac. Les Ig sont symétriques, de structure H2k2 ou H2l2. Les IgM sont constituées de 5 structures H2L2 identique reliées par une chaîne J.
La
composition en acides aminés est propre à chaque Ig. Chaque Ig est caractérisée
par la composition des domaines variables et la présence de glycosylations. Ces
éléments explique que chaque Ig soit caractérisée par un pHi (valeur du pH du milieu contenant l’Ig pour laquelle elle est
électriquement neutre (nb de charge + = nb de charges -)).
Les
Ig existent à la fois sous une forme
membranaire et une forme sécrétée. La forme membranaire est le récepteur à
l’antigène des lymphocytes B. Les IgD existent surtout comme des Ig de surface
ancrée à la mb (IgD). Les molécules d’Ig assurent 2 types de fonctions :
Reconnaissance spécifique de
l’antigène : fonction anticorps. Elle est assurée par la partie N-terminale de l’Ig
(Fab) qui porte le paratope ou site de liaison de l’Ac à l’antigène (épitope).
Fonctions effectrices. Les fonctions effectrices
sont portées par les régions constantes. La liaison de l’Ac à l’antigène ou
l’aggrégation des Ig induit des changements de conformation des régions
constantes et des signaux biologiques comme par exemple :
l’activation du complément, la liaison aux membranes cellulaires (récepteurs
Fc), le catabolisme des Ig, leur transfert placentaire ou leur transport à
travers les épithéliums…
Les molécules d’Ig sont également des antigènes. Elles portent des déterminants antigéniques divisées en isotypiques, allotypiques et idiotypiques (fig. 2).
Les isotypes correspondent aux déterminants antigéniques des Ig présents chez tous les individus d’une même espèce. Ils sont présents au niveau des parties constantes des chaînes lourdes et des chaînes constantes. Ils permettent de définir les classes et sous-classes d’Ig.
Les allotypes, transmis
héréditairement, sont caractéristiques d’un groupe d’individus au sein d’une
même espèce. Les déterminants antigéniques sont portés par les parties
constantes.
Les
idiotypes sont spécifiques d’un individu. Ils sont spécifiques à un anticorps
donné dirigé contre un antigène donné. Les motifs idiotypiques présent au
niveau des régions variables sont présents soit au niveau du site anticorps
soit à proximité. Certains idiotypes sont partagés avec d’autres anticorps :
on parle alors d’idiotype public par opposition à idiotype privé.
La présence de ces
déterminants antigéniques permet la caractérisation des immunoglobulines.
Les
Ig sont sécrétées par les plasmocytes,
stade ultime de différenciation des lymphocytes B. On estime qu’un organisme
adulte contient, à un instant donné, de l’ordre de 1020 molécules
d’Ig dont plus de 1010 espèces moléculaires différentes. Cette extrême diversité des Ig s’explique par
un jeu de combinatoires survenant à divers niveaux de la synthèse des Ig.
La
très grande diversité des spécificités des Ig ne peut s’expliquer par le nombre,
limité (environ 100), de gènes qui
participent au codage de ces protéines. Plusieurs mécanismes sont
responsables de cette variabilité :
·
Recombinaison
à partir de différents gènes V, (D) et J avec les gènes des parties constantes
des chaînes lourdes (Il existe, à titre indicatif, 51 gènes VH, 30 gènes
D et 6 gènes JH).
·
Recombinaison
de gènes V et J pour la chaîne légère.
·
Diversité
jonctionnelle, N-diversité lors des événements de recombinaison.
·
Association
des régions variables d’une chaîne lourde et d’une chaîne légère pour former le
site anticorps.
·
Mutations
somatiques. Il s’agit de mutations qui se produisent et s’amplifient au cours
de la division cellulaire des lymphocytes B au cours des réponses immunitaires
secondaires ou successives.
Chaque
lymphocyte B utilise une combinaison particulière de segments génétiques qui
sera maintenue dans l’ensemble des cellules issues de ce lymphocyte par
divisions successives appelé clone : c’est la théorie clonale.
Un clone désigne donc toutes les cellules dérivées d’un lymphocyte ayant
acquis une spécificité immunologique (voir fig. 3). Dans un organisme humain
sain, il existe des multitudes de clones de lymphocytes B différents :
chaque individu est caractérisé par un répertoire
clonal. Une réponse immunitaire normale correspond donc à une réponse polyclonale des lymphocytes B avec
sélection des clones les plus affins pour l’antigène au fur et à mesure de la
réponse.
Le
taux d’immunoglobulines du sérum est constitué de l’association des produits de
multiples clones. Il existe un équilibre fortement régulé de ces taux
d’immunoglobulines sous l’action combinée d’une synthèse de novo
d’immunoglobulines et d’un catabolisme. Cet équilibre est illustré par la
diminution de la durée de vie des IgG quand on injecte des immunoglobulines
polyvalentes intra-veineuses.
Dans
différentes circonstances (cf infra), il existe un dérèglement de cet équilibre
on distingue différentes situations :
·
Stimulation
de la production de très nombreux clones responsable d’une
hypergammaglobulinémie polyclonale
·
Stimulation
de la production de quelques clones : oligoclonalité
·
Production
excessive d’un seul clone : immunoglobuline monoclonale
Ces définitions
doivent être complétées par la définition du seuil de détection des techniques
utilisées. En effet, les méthodes de détection de caractérisation des
immunoglobulines monoclonales sont caractérisées par un seuil de détection qui représente la limite de discrimination
entre les immunoglobulines totales qui se séparent en fonction de leur pHi et
l’immunoglobuline monoclonale dont l’ensemble de la production migre au même niveau.
L’électrophorèse de zone et l’immunofixation (fig 4) peuvent discriminer la
présence d’un clone en quantité excessive à partir de 0,1 g/l. Pour mémoire, le
seuil de détection de l’immunoéléctrophorèse, utilisée encore par quelques
laboratoires, il y a encore quelques années est de 1 à 2 g/l.
L’usage donc de
l’immunofixation a augmenté la fréquence de mise en évidence des
immunoglobulines monoclonales
L’Ig
monoclonale est le produit homogène d’un
seul et même clone de cellules B, malignes ou hyperstimulées, qui prolifère
de manière anormale. Cette immunoglobuline monoclonales est le plus souvent une
Ig complète (par ordre décroissant de fréquence IgG, IgA IgM, les Ig mc de type
IgD sont très rae (1/1000)et celles de type IgE sont exeptionelles). Dans 4 à
5% des cas il y une production sélective de chaînes légères libres monoclonales
K ou L (3 à 5% des cas). Plus rarement, il existe une production sélective de
chaînes lourdes libres monoclonales structuralement anormales (maladies des
chaines lourdes).
Les
clones produisent toujours en même temps que l’immunoglobuline complète des
chaînes légères libres monoclonales. Cette production est plus ou moins
importante. Les chaînes légères monoclonales peuvent être alors associées dans
le sérum à l’Ig complète. Comme son PM est de 25 kD on va la retrouvé dans les
urines après passage du filtre glomérulaire dont le seuil de filtration est de
70 kD environ. Si elles ne sont pas réabsorbées au niveau des tubules
proximaux, les chaînes légères libres monoclonales présente dans les urines
finales constituent la PROTEINURIE DE
BENCE JONES. Ces chaînes légères peuvent être responsables de plusieurs
complications :
·
tubulaires
(fréquentes) par toxicité lors de la réabsorption, soit par précipitation
obstruction au niveau des tubules distaux
·
systémiques
par dépôts (rares) : amylose (dépôt congophile, sous forme de feuillets
béta-plissés) syndrome de Randall (dépôts amorphes, non congophiles,
osmiophiles en microscopie électronique).
Il
peut exister une prolifération excessive d’immunoglobuline sous l’action de
multiples facteurs : translocations chromosomiques, immuno-suppression (perte
du contrôle) génétique ou acquise (SIDA, traitement immunosuppresseurs)
infections virales : virus d’Epstein - Barr, HTLV-1 ,
infections chroniques
(HVC, leshmaniose), une stimulation du système immunitaire : vaccins,
transplantations, des maladies auto-immunes.
Dans
ces contextes, des anomalies dans le contrôle des signaux intra-cellulaires
d’activation, de prolifération ou d’apoptose des cellules B peuvent conduire à la prolifération aberrante préférentielle
d’un (expansion monoclonale) ou de plusieurs clones (expansion oligo ou polyclonale). Cette prolifération peut-être
transitoire.
Ce
sont ces caractéristiques qui sont à la base de leur identification et
responsables parfois de complication directement liées à leur nature
La
mobilité électrophorétique du produit du clone est homogène et se traduit par
l’existence d’une bande étroite ou d’un
pic étroit après intégration. En cas d’augmentation polyclonale des Ig,
celles-ci se traduisent par une augmentation de coloration dans la zone gamma.
La
population d’Ig monoclonale n’est constituée que d’un seul type de chaîne
lourde et d’un seul type de chaîne légère (même déterminants isotypiques).
Cette identité structurale est à la base du typage immunochimique par
immunofixation (fixation des immunoglobulines avec des antisérums
anti-isotypiques (G,A,M,D,E K ou L) (fig. 4).
L’ensemble des Ig monoclonales ont également les mêmes déterminants allo- et idiotypiques : elles possèdent donc la même activité anticorps. Celle-ci n’est pas recherchée en routine. D’où les différents principes de classifications des gammapathies monoclonales :
Elles sont à l’origine de complications.
Par leur seul excès et par leur caractéristiques d’aggrégabilité, elles peuvent être responsables d’un syndrome d’hyperviscosité sanguine (signes neuro-sensoriels et hémorragiques, Vitesse de sédimentation)
Leurs chaînes légères peuvent se déposer dans les tissus : amylose, syndrome de Randall,
Rarement, leur activité anticorps est responsable de pathologies. Les activités sont le plus souvent de faible affinité. Elles peuvent être responsables d’une neuropathie périphérique (anti-MAG), d’une maladie des agglutinines froides, de la présence de facteurs rhumatoïdes (IgM anti-IgG), d’un œdème angioneurotique acquis.
Elles peuvent être cryoprécipitantes
Les propriétés de leur fragment Fc peuvent être responsables de complications hémorragiques (interaction de la membrane plaquettaire avec une IgM monoclonale).
Par ailleurs, les complications associées à une immunoglobuline monoclonale et infectieuses peuvent être liées à la production par le clone cellulaire de cytokines (Il-6, TNF, IL-1b). Ces activités sont responsables des lésions osseuses du myélome.
La
première notion à retenir est que les étiologies des Ig monoclonales sont très
diversifiées. La fréquence de découverte de cette anomalie à augmenté à cause
de la sensibilité accrue des techniques de détection et caractérisation.
L’exploration est souvent réalisée, dans un premier temps dans le sérum. Cependant, il est utile souvent de compléter le bilan par une recherche d’Ig monoclonale dans les urines. Cet examen est réalisé de première intention en cas de protéinurie. Toutes les pathologies lymphoprolifératives B clonales peuvent être associées à la présence d’une CLLmc urinaire ou protéine de Bence Jones. Cependant, la fréquence de découverte dépend de la sensibilité des techniques d’analyses et de l’utilisation, ou non, d’une concentration préalable des urines. Elle est souvent associée à une (ou des) immunoglobuline(s) sérique(s), voire à la détection de la même chaîne légère libre monoclonale dans le sérum. Dans ce cas, la discussion étiologique rejoint la discussion de la conduite à tenir en cas de présence d’une immunoglobuline monoclonale sérique.
La réflexion diagnostique est d’abord clinique +++. L’exploration doit toujours être intégré dans une démarche diagnostique. Il faut prescrire des examens paracliniques en fonction de questions précises et qui donnera alors des réponses à ces questions.
Eléments du diagnostic :
Ø Age du patient
Ø Atteinte de l’état général, amaigrissement, asthénie, …
Ø Examen des organes lymphoïdes : adénomégalie, spénomégalie, hépatomégalie
Ø Douleurs osseuses
Ø Absence de signes cliniques (découverte d’un pic à l’occasion d’un bilan systématique)
Ø Atteintes diverses : HTA, neuropathie, atteinte cutanée, tableaux infectieux
Ø Contexte clinique particulier : ex : greffe d’organes, greffe de moelle, traitement immunosuppresseur.
Ø L’isotype de l’immunoglobuline monoclonale.
Ø Le taux de l’immunoglobuline monoclonale.
Ø Les taux des immunoglobulines polyclonales (IgG, IgA et IgM).
Ø Son caractère isolé ou associé à d’autres immunoglobulines monoclonales (oligoclonalité).
Ø L’existence d’une PBJ, son taux.
Ø Numération, formule, typage lymphocytaire.
Ø Le taux de calcémie, de la b2-microglobuline sérique.
Ø Créatinine sérique.
Ø Syndrome inflammatoire.
Ø Le reste de la biologie : sérologie virale, bilan hépatique,……
Ø
Evolution des
anomalies +++ : il faut savoir contrôler un examen à distance, par
exemple, d’un épisode infectieux.
Ø Imageries : radiologie osseuses, …
Ø Myélogramme et ou biopsie ostéo-médullaire
C’est une question centrale de la
CAT :
Question : quand explorer la moëlle ?
Ø Jamais systématiquement +++
Ø Si forte suspicion de malignité en fonction de la conjonction d’arguments cliniques et biologiques qui sont rarement des éléments formels : taux importants, augmentation des taux, bande monoclonale isolée, diminution des Ig polyclonales, élévation de la calcémie, de la b2-microglobuline, insuffisance rénale, PBJ > à 300 mg/l.
Ø Si cet examen peut influencer une décision thérapeutique
Altération de l’état général, douleurs osseuses, fractures,…
L’immunoglobuline monoclonale est de type IgG, IgA, très rarement IgD (atteintes systémiques plus graves) ou exceptionnellement IgE. Il peut exister une chaîne légère libre monoclonale isolée (myélome à chaîne légère) ou associée à une Ig monoclonale complète.
Très rarement, myélome non excrétant ou non sécrétant.
Ø En faveur du myélome
· Taux important de l’immunoglobuline monoclonale, mais pas obligatoirement. Il ya en effet absence de corrélation systématique entre taux de l’immunoglobuline et la masse tumorale entre les patients. Les myélomes les plus prolifératifs produisent parfois peu d’Ig mc. Par contre, pour le même patient le taux de l’immunoglobuline monoclonale est un élément du suivi thérapeutique.
· anémie,
· hypercalcémie,
· augmentation de la b2-microglobuline,
· insuffisance rénale
· PBJ > à 300 mg/l
C’est dans cette pathologie que les CLLmc urinaires sont le plus souvent retrouvées, surtout à des taux élevés (PBJ > à 300 mg/24 h) Dans la plupart des cas elle est associée à la présence d’une immunoglobuline monoclonale sérique. Selon les techniques, on les détecte dans 40 à 60 % des cas. Elle est plus fréquente dans le cadre des myélomes chaînes légères et des myélomes à IgD.
Elle peut être associée au passage urinaire de l’Ig monoclonale sérique entière notamment en cas de lésions glomérulaires associées.
La détection de la PBJ n’a pas d’intérêt diagnostic hématologique particulier. La détection a surtout un intérêt pronostic. Elle est intégrée dans l’évaluation de la charge tumorale du myélome, selon la classification de Durie et Salmon. Sa présence aggrave le pronostic rénal : en effet, 40 % des patients avec une CLLmc urinaire présentent une altération de la fonction rénale.
Le diagnostic est posé sur le myélogramme et/ou, dans les cas particuliers, la BOM : prolifération lymphoplasmocytaire néoplasique clonale.
Altération de l’état général , hypertrophie des organes lymphoïdes, syndrome d’hyperviscosité,… neuropathies périphériques, hémorragies,..
L’Ig monoclonale est de type IgM.
Myélogramme ; prolifération monoclonale B polymorphe de topographie médullaire, ganglionnaire et splénique.
Ø Leucémie à plasmocytes : il existe une faible production de l’immunoglobuline monoclonale. C’est parfois une acutisation d’un myélome. Elle est caractérisée par la présence de cellules tumorales circulantes.
Ø Plasmocytome solitaire : il existe une prolifération localisée extra-medullaire, l’immunoglobuline monoclonale sérique est inconstante et souvent de faible taux.
Chaînes lourdes µ, a ou g
Adénomégalie, splénomégalie
Déficit immunitaire, manifestations autoimmunes hématologiques
Prolifération monomorphe de lymphocytes B
Hyperlymphocytose médullaire et sanguine
Présence d’une immunoglobuline monoclonale sérique dans 10 % des cas
En
pratique quotidienne, la découverte d’une immunoglobuline monoclonale n’est pas
le plus souvent le témoin d’une prolifération maligne. Même une chaîne légère
libre monoclonale urinaire peut être présente dans 10 à 20% des patients qui
présentent une immunoglobuline monoclonale sérique de signification
indéterminée dite « bénigne ».
On
comprend ainsi que le dogme classiquement présent à l’esprit des cliniciens
concernant la signification péjorative de la découverte de cette CLLmc urinaire
doit être aboli.