Senzori za implantaciju otkrivaju rane znakove odbacivanja organa kod miševa

Nova studija objavljena u časopisu Science Advances izvještava da mikroporozni nosač funkcionira kao minimalno invazivna metoda nadzora za otkrivanje odbacivanja prije zatajenja transplantata u mišjem modelu.

Ovi senzori su prvi korak prema stvaranju alata koji bi liječnicima mogao pružiti važne rane informacije o potencijalu odbacivanja organa kod pacijenata s transplantacijom.

Transplantaciju organa prati agresivna imunosupresija kako bi se spriječilo odbacivanje transplantata. Međutim, pretjerana imunosupresija može povećati rizik od razvoja neoplazmi i oportunističkih infekcija, a nedovoljna imunosupresija može dovesti do oštećenja transplantata.

Tradicionalno, biopsije transplantata izvode se kako bi se procijenila učinkovitost imunosupresije. Međutim, ove invazivne biopsije imaju značajnu varijabilnost i predstavljaju zakašnjeli pokazatelj odbacivanja. Kako bi otkrili odbacivanje prije zatajenja transplantata, tim istraživača sa Sveučilišta u Michiganu koristio je mikroporozni nosač koji funkcionira kao minimalno invazivna metoda praćenja.

Nakon transplantacije srca ili kože kod miševa, nišni implantati akumuliraju urođene i adaptivne imunološke stanice, a analize genske ekspresije identificiraju biomarkere akutnog staničnog odbacivanja alografta (ACAR) prije nego što se pojave klinički znakovi zatajenja transplantata.

Početne studije provedene su s adoptivnim prijenosom T-stanica u nekompatibilne alografte, što je omogućilo fokusiranje na odbacivanje posredovano T-stanicama, nakon čega su uslijedile validacijske studije na životinjama divljeg tipa. Nišni skel omogućuje često uzorkovanje stanica, a panel genetskih biomarkera razlikuje miševe koji odbacuju alografte od miševa sa zdravim transplantatima.

„Proučavanje praćenja imunoloških odgovora postalo je uzbudljivo zbog porasta imunoterapija. Ovo otkrivanje neželjenog imunološkog odgovora ima značajne medicinske implikacije jer često ne znate za neželjeni odgovor sve dok organ ne počne gubiti funkciju“, rekao je Lonnie Shi, profesor biomedicinskog inženjerstva na Sveučilištu Michigan i koautor studije.

Novi proces započinje implantacijom porozne strukture ispod kože, gdje se tkivo razvija u porama. Tkivo u razvoju postaje vaskularizirano. Krajnji učinak je da krvne žile prolaze kroz taj prostor, a imunološke stanice cirkuliraju kroz njih.

Materijal izaziva reakciju stranog tijela, što dovodi do regrutiranja imunoloških stanica. Važno je da te stanice pokazuju tkivno specifičan fenotip, a ne onaj koji cirkulira, što istraživačima omogućuje praćenje tkivnih odgovora tijekom vremena.

„Kada se imunološki sustav aktivira u kontekstu odbacivanja transplantata, na implantatu se mogu vidjeti aktivirane imunološke stanice“, rekao je Shi.

Sposobnost procjene imunoloških odgovora u tkivima mogla bi biti moćan alat za istraživače koji proučavaju imunološki sustav. Serijska analiza staničnih transkriptoma mogla bi otkriti potencijalno odbacivanje organa minimalno invazivnom biopsijom umjesto biopsije transplantata višeg rizika.

„Preživljavanje transplantiranih organa smatra se jednim od najvažnijih postignuća moderne medicine, no često zanemarujemo agresivne terapije potrebne nakon transplantacije kako bismo održali zdrave transplantate“, rekao je Russell Urie, postdoktorand na Odjelu za biomedicinski inženjering Sveučilišta u Michiganu.

„Ovi implantabilni senzori mogu otkriti vrlo rane procese odbacivanja, što je prvi korak prema alatu za personaliziranu posttransplantacijsku skrb i minimiziranje invazivnih postupaka i razornih nuspojava koje primatelji transplantata trenutno moraju podnijeti“, dodao je Uri.

„Ovo će biti posebno važno za primatelje transplantiranih organa u djetinjstvu i adolescenciji, jer moraju prolaziti kroz liječenje i biopsije nekoliko desetljeća, pa čak i ponavljati transplantacije.“