Implantatsensorer registrerer tidlige tegn på organafstødning hos mus

En ny undersøgelse offentliggjort i Science Advances rapporterer, at et mikroporøst stillads fungerer som en minimalt invasiv overvågningsmetode til at opdage afstødning før transplantatfejl i en musemodel.

Disse sensorer er det første skridt mod at skabe et værktøj, der kan give læger vigtig tidlig information om muligheden for organafstødning hos transplanterede patienter.

Organtransplantation er ledsaget af aggressiv immunsuppression for at forhindre transplantatafstødning. Imidlertid kan overdreven immunsuppression øge risikoen for at udvikle neoplasmer og opportunistiske infektioner, og utilstrækkelig immunsuppression kan føre til transplantatskader.

Sædvanligvis udføres biopsier af det transplanterede organ for at vurdere effektiviteten af immunsuppression. Disse invasive biopsier har imidlertid betydelig variabilitet og er en efterslæbende indikator for afvisning. For at opdage afstødning før graftsvigt brugte et team af forskere fra University of Michigan et mikroporøst stillads, der fungerer som en minimalt invasiv overvågningsmetode.

Efter hjerte- eller hudtransplantation hos mus akkumuleres medfødte og adaptive immunceller i nicheimplantater, og genekspressionsanalyser identificerer biomarkører for akut cellulær allotransplantatafstødning (ACAR) før debut af kliniske tegn på graftskade.

Initial undersøgelser blev udført med adoptiv overførsel af T-celler til mismatchede allotransplantater, hvilket muliggjorde fokus på T-cellemedieret afstødning, efterfulgt af valideringsundersøgelser i vildtypedyr. Nichestilladset giver mulighed for hyppig celleprøvetagning, og et panel af genetiske biomarkører adskiller mus, der afviser allogene transplantater, fra mus, der modtager sunde transplantater.

"Forskning i overvågning af immunrespons er blevet spændende med fremkomsten af immunterapier. Denne påvisning af et uønsket immunrespons har betydelige medicinske løfter, da du ofte ikke gør det vide om en uønsket reaktion, indtil organet vil begynde at miste funktion," sagde Lonnie Shea, professor i biomedicinsk ingeniørvidenskab ved University of Michigan og medforfatter af undersøgelsen.

Den nye proces begynder med implantation af et porøst stillads under huden, hvor der udvikles væv i porerne. Det udviklende væv bliver vaskulariseret. Nettoeffekten er, at blodkar passerer gennem dette rum, og immunceller cirkulerer gennem dem.

Materialet udløser en fremmedlegemerespons, hvilket resulterer i rekruttering af immunceller. Det er vigtigt, at disse celler udviser en vævsspecifik fænotype snarere end en kredsløbsspecifik, hvilket gør det muligt for forskere at overvåge vævsreaktioner over tid.

"Når immunsystemet aktiveres i forbindelse med graftafstødning, kan du se aktiverede immunceller på implantatet," sagde Shi.

Evnen til at vurdere immunresponser i væv kunne være et effektivt værktøj for forskere, der studerer immunsystemet. Sekventiel analyse af celletranskriptomer kan påvise mulig organafstødning med en minimalt invasiv biopsi i stedet for en transplanteret organbiopsi, som har en højere risiko.

"Overlevelse af solide organtransplantationer betragtes som et af de vigtigste fremskridt inden for moderne medicin, men vi overser ofte de aggressive behandlingsformer, der er nødvendige efter transplantation for at opretholde sunde transplantater," sagde Russell Urie, en postdoc-stipendiat i Institut for Biomedicinsk Teknik på University of Michigan.

"Disse implanterbare sensorer kan detektere meget tidlige afstødningsprocesser, hvilket er det første skridt mod et værktøj til personlig pleje efter transplantation og minimering af de invasive procedurer og ødelæggende bivirkninger, som transplantationsmodtagere i øjeblikket må udholde," tilføjede Uri. p >

"Dette vil især være vigtigt for organtransplanterede modtagere i barndommen og ungdommen, da de skal gennemgå behandling og biopsier over flere årtier og endda en gentagen transplantation."