Implantačné senzory odhaľujú skoré príznaky odmietnutia orgánu u myší

Nová štúdia publikovaná v časopise Science Advances uvádza, že mikroporézny lešenie funguje ako minimálne invazívna metóda sledovania na detekciu odmietnutia štepu pred zlyhaním štepu v modeli myši.

Tieto senzory sú prvým krokom k vytvoreniu nástroja, ktorý by mohol lekárom poskytnúť dôležité včasné informácie o potenciálnom odmietnutí orgánov u pacientov po transplantácii.

Transplantácia orgánov je sprevádzaná agresívnou imunosupresiou, aby sa zabránilo odmietnutiu štepu. Nadmerná imunosupresia však môže zvýšiť riziko vzniku novotvarov a oportúnnych infekcií a nedostatočná imunosupresia môže viesť k poškodeniu štepu.

Tradične sa transplantačné biopsie vykonávajú na posúdenie účinnosti imunosupresie. Tieto invazívne biopsie však majú značnú variabilitu a sú oneskoreným indikátorom odmietnutia. Na detekciu odmietnutia pred zlyhaním štepu použil tím výskumníkov z Michiganskej univerzity mikroporézny lešenie, ktoré funguje ako minimálne invazívna monitorovacia metóda.

Po transplantácii srdca alebo kože u myší sa vo výklenkových implantátoch akumulujú vrodené a adaptívne imunitné bunky a analýzy génovej expresie identifikujú biomarkery akútneho odmietnutia bunkového aloštepu (ACAR) skôr, ako sa objavia klinické príznaky zlyhania štepu.

Počiatočné štúdie sa uskutočnili s adoptívnym transferom T buniek do nekompatibilných alotransplantátov, čo umožnilo zamerať sa na odmietnutie sprostredkované T bunkami, po čom nasledovali validačné štúdie na zvieratách divokého typu. Výklenková štruktúra umožňuje častý odber vzoriek buniek a panel genetických biomarkerov odlišuje myši, ktoré odmietajú alotransplantáty, od myší so zdravými štepmi.

„Štúdia monitorovania imunitných odpovedí sa stala vzrušujúcou kvôli nárastu imunoterapií. Táto detekcia nežiaducej imunitnej odpovede má významné medicínske dôsledky, pretože o nežiaducej odpovedi často neviete, kým orgán nezačne strácať funkciu,“ povedal Lonnie Shi, profesor biomedicínskeho inžinierstva na Michiganskej univerzite a spoluautor štúdie.

Nový proces začína implantáciou pórovitého lešenia pod kožu, kde sa v póroch vyvíja tkanivo. Vyvíjajúce sa tkanivo sa prekrví. Výsledkom je, že týmto priestorom prechádzajú cievy a imunitné bunky nimi cirkulujú.

Materiál vyvoláva reakciu cudzieho telesa, ktorá vedie k náboru imunitných buniek. Dôležité je, že tieto bunky vykazujú tkanivovo špecifický fenotyp, nie cirkulujúci, čo umožňuje výskumníkom monitorovať tkanivové reakcie v priebehu času.

„Keď je imunitný systém aktivovaný v kontexte odmietnutia transplantátu, na implantáte môžete vidieť aktivované imunitné bunky,“ povedal Shi.

Schopnosť posúdiť imunitné reakcie v tkanivách by mohla byť silným nástrojom pre výskumníkov študujúcich imunitný systém. Sériová analýza bunkových transkriptómov by mohla odhaliť potenciálne odmietnutie orgánov pomocou minimálne invazívnej biopsie namiesto biopsie transplantátu s vyšším rizikom.

„Prežitie transplantovaných orgánov sa považuje za jeden z najdôležitejších úspechov modernej medicíny, no často prehliadame agresívne terapie potrebné po transplantácii na udržanie zdravých transplantátov,“ povedal Russell Urie, postdoktorand na Katedre biomedicínskeho inžinierstva na Michiganskej univerzite.

„Tieto implantovateľné senzory dokážu odhaliť procesy odmietnutia v veľmi skorom štádiu, čo je prvým krokom k nástroju pre personalizovanú posttransplantačnú starostlivosť a minimalizáciu invazívnych zákrokov a ničivých vedľajších účinkov, ktoré musia príjemcovia transplantátov v súčasnosti znášať,“ dodal Uri.

„Toto bude obzvlášť dôležité pre príjemcov transplantovaných orgánov v detstve a dospievaní, pretože musia podstupovať liečbu a biopsie niekoľko desaťročí a dokonca aj opakované transplantácie.“