Senzorii de implantare detectează semne timpurii de respingere a organelor la șoareci

Un nou studiu publicat în revista Science Advances arată că schela microporoasă funcționează ca o metodă de supraveghere minim invazivă pentru a detecta respingerea înainte de eșecul grefei la un model de șoarece.

Acești senzori reprezintă primul pas către crearea unui instrument care ar putea oferi medicilor informații timpurii importante despre potențialul de respingere a organelor la pacienții cu transplant.

Transplantul de organe este însoțit de imunosupresie agresivă pentru a preveni respingerea grefei. Cu toate acestea, imunosupresia excesivă poate crește riscul de a dezvolta neoplasme și infecții oportuniste, iar imunosupresia insuficientă poate duce la deteriorarea grefei.

În mod tradițional, biopsiile de transplant sunt efectuate pentru a evalua eficacitatea imunosupresiei. Cu toate acestea, aceste biopsii invazive au o variabilitate semnificativă și reprezintă un indicator întârziat al rejetului. Pentru a detecta rejetul înainte de eșecul grefei, o echipă de cercetători de la Universitatea din Michigan a folosit o schelă microporoasă care funcționează ca o metodă de monitorizare minim invazivă.

În urma transplantului de inimă sau piele la șoareci, implanturile de nișă acumulează celule imune înnăscute și adaptive, iar analizele expresiei genelor identifică biomarkeri ai respingerii acute a alogrefei celulare (ACAR) înainte de apariția semnelor clinice de eșec al grefei.

Studiile inițiale au fost efectuate cu transfer adoptiv de celule T în alogrefe incompatibile, permițând concentrarea pe respingerea mediată de celulele T, urmate de studii de validare la animale de tip sălbatic. Schela de nișă permite prelevarea frecventă de probe celulare, iar un grup de biomarkeri genetici distinge șoarecii care resping alogrefele de șoarecii cu grefe sănătoase.

„Studiul monitorizării răspunsurilor imune a devenit interesant datorită creșterii numărului de imunoterapii. Această detectare a unui răspuns imun nedorit are implicații medicale semnificative, deoarece adesea nu știi despre un răspuns nedorit până când un organ nu începe să-și piardă funcția”, a declarat Lonnie Shi, profesor de inginerie biomedicală la Universitatea din Michigan și coautor al studiului.

Noul proces începe cu implantarea unei structuri poroase sub piele, unde țesutul se dezvoltă în pori. Țesutul în curs de dezvoltare devine vascularizat. Efectul net este că vasele de sânge trec prin acest spațiu, iar celulele imune circulă prin ele.

Materialul provoacă un răspuns la corp străin, ceea ce duce la recrutarea de celule imune. Este important de menționat că aceste celule prezintă un fenotip specific țesutului, nu unul circulant, permițând cercetătorilor să monitorizeze răspunsurile țesuturilor în timp.

„Când sistemul imunitar este activat în contextul respingerii transplantului, puteți vedea celule imune activate pe implant”, a spus Shi.

Capacitatea de a evalua răspunsurile imune din țesuturi ar putea fi un instrument puternic pentru cercetătorii care studiază sistemul imunitar. Analiza serială a transcriptomelor celulare ar putea detecta potențialul respingere a organelor cu o biopsie minim invazivă în locul unei biopsii de transplant cu risc mai mare.

„Supraviețuirea grefelor solide de organe este considerată una dintre cele mai importante realizări ale medicinei moderne, însă adesea trecem cu vederea terapiile agresive necesare după transplant pentru a menține grefele sănătoase”, a declarat Russell Urie, cercetător postdoctoral în cadrul Departamentului de Inginerie Biomedicală de la Universitatea din Michigan.

„Acești senzori implantabili pot detecta procese de respingere foarte timpurii, ceea ce reprezintă un prim pas către un instrument pentru îngrijirea personalizată post-transplant și pentru minimizarea procedurilor invazive și a efectelor secundare devastatoare pe care trebuie să le îndure în prezent beneficiarii de transplant”, a adăugat Uri.

„Acest lucru va fi deosebit de important pentru pacienții cu transplant de organe în copilărie și adolescență, deoarece aceștia trebuie să fie supuși tratamentului și biopsiilor timp de mai multe decenii și chiar transplanturilor repetate.”