Le rejet suraigu (premières heures) dû à l'action des Ac fait l'objet d'une prévention par le cross match et la détection des Ac anti-HLA chez les malades en attente.
Le rejet aigu résulte d'une réponse immunitaire dirigée contre les peptides du greffon (HLA et antigènes mineurs d'histocompatibilité). Cette réponse comprend des lymphocytes T cytotoxiques (CD8+), des lymphocytes T producteurs de cytokines pro-inflammatoires (Th1) et des alloanticorps.
Cette réponse nécessite l'activation des lymphocytes T (1er, 2e et 3e signaux, voir cours d'Immunologie) et l'expansion clonale de ces lymphocytes, nécessaire à leur différenciation en cellules effectrices. Les médicaments disponibles vont inhiber l'expression des gènes de cytokines induite par stimulation des TCR (glucocorticoïdes, cyclosporine, tacrolimus) ou bloquer le 3e signal (anticorps CD25, rapamycine). D'autres médicaments (antimétabolites : azathioprine, acide mycophénolique…) vont exercer un effet cytostatique (antiprolifératif) ou cytotoxique (délétion des lymphocytes qui entrent en cycle).
Le rejet chronique est une dégradation lente et progressive des fonctions du greffon par fibrose interstitielle et vasculopathie, résistant au traitement immunosuppresseur conventionnel.