Implantační senzory odhalují časné příznaky odmítnutí orgánu u myší

Nová studie publikovaná v časopise Science Advances uvádí, že mikroporézní lešení funguje jako minimálně invazivní metoda sledování k detekci odmítnutí štěpu před selháním štěpu u myšího modelu.

Tyto senzory jsou prvním krokem k vytvoření nástroje, který by mohl lékařům poskytnout důležité včasné informace o potenciálu odmítnutí orgánů u pacientů po transplantaci.

Transplantace orgánů je doprovázena agresivní imunosupresí, která má zabránit odmítnutí štěpu. Nadměrná imunosuprese však může zvýšit riziko vzniku novotvarů a oportunních infekcí a nedostatečná imunosuprese může vést k poškození štěpu.

Tradičně se biopsie transplantátů provádějí k posouzení účinnosti imunosuprese. Tyto invazivní biopsie však mají značnou variabilitu a jsou opožděným indikátorem odmítnutí. Pro detekci odmítnutí před selháním štěpu použil tým výzkumníků z Michiganské univerzity mikroporézní scaffold, který funguje jako minimálně invazivní monitorovací metoda.

Po transplantaci srdce nebo kůže u myší se ve výklenkových implantátech hromadí buňky vrozené a adaptivní imunity a analýzy genové exprese identifikují biomarkery akutní buněčné rejekce alograftu (ACAR) dříve, než se objeví klinické příznaky selhání štěpu.

Počáteční studie byly provedeny s adoptivním transferem T buněk do nekompatibilních alograftů, což umožnilo zaměřit se na odmítnutí zprostředkované T buňkami, následovaly validační studie na zvířatech divokého typu. Nišová struktura umožňuje častý odběr buněk a panel genetických biomarkerů odlišuje myši, které odmítají alografty, od myší se zdravými štěpy.

„Studie monitorování imunitních odpovědí se stala vzrušující díky vzestupu imunoterapií. Tato detekce nežádoucí imunitní odpovědi má významné lékařské důsledky, protože o nežádoucí reakci často nevíte, dokud orgán nezačne ztrácet funkci,“ řekl Lonnie Shi, profesor biomedicínského inženýrství na Michiganské univerzitě a spoluautor studie.

Nový proces začíná implantací porézní struktury pod kůži, kde se v pórech vyvíjí tkáň. Vyvíjející se tkáň se vaskularizuje. Konečným výsledkem je, že tímto prostorem procházejí cévy a imunitní buňky jimi cirkulují.

Materiál vyvolává reakci cizího tělesa, která vede k náboru imunitních buněk. Důležité je, že tyto buňky vykazují tkáňově specifický fenotyp, nikoli cirkulující, což umožňuje vědcům sledovat tkáňové reakce v průběhu času.

„Když je imunitní systém aktivován v souvislosti s odmítnutím transplantátu, můžete na implantátu vidět aktivované imunitní buňky,“ řekl Shi.

Schopnost posoudit imunitní odpovědi v tkáních by mohla být účinným nástrojem pro výzkumníky studující imunitní systém. Sériová analýza buněčných transkriptomů by mohla odhalit potenciální odmítnutí orgánu pomocí minimálně invazivní biopsie namísto biopsie s vyšším rizikem transplantace.

„Přežití štěpů solidních orgánů je považováno za jeden z nejdůležitějších úspěchů moderní medicíny, přesto často přehlížíme agresivní terapie potřebné po transplantaci k udržení zdravých štěpů,“ řekl Russell Urie, postdoktorand na katedře biomedicínského inženýrství na Michiganské univerzitě.

„Tyto implantabilní senzory dokáží detekovat procesy odmítnutí orgánů ve velmi rané fázi, což je první krok k nástroji pro personalizovanou péči po transplantaci a minimalizaci invazivních zákroků a ničivých vedlejších účinků, které musí příjemci transplantátů v současnosti snášet,“ dodal Uri.

„To bude obzvláště důležité pro příjemce transplantovaných orgánů v dětství a dospívání, protože ti musí podstupovat léčbu a biopsie po několik desetiletí a dokonce i opakované transplantace.“