Сензори за имплантация откриват ранни признаци на отхвърляне на органи при мишки

Ново проучване, публикувано в списание Science Advances, съобщава, че микропорестият скелет функционира като минимално инвазивен метод за наблюдение за откриване на отхвърляне преди неуспех на присадката в миши модел.

Тези сензори са първата стъпка към създаването на инструмент, който би могъл да предостави на лекарите важна ранна информация за потенциала за отхвърляне на органи при пациенти с трансплантация.

Трансплантацията на органи е съпроводена с агресивна имуносупресия, за да се предотврати отхвърлянето на присадката. Прекомерната имуносупресия обаче може да увеличи риска от развитие на неоплазми и опортюнистични инфекции, а недостатъчната имуносупресия може да доведе до увреждане на присадката.

Традиционно, трансплантационни биопсии се извършват, за да се оцени ефективността на имуносупресията. Тези инвазивни биопсии обаче имат значителна вариабилност и са изоставащ индикатор за отхвърляне. За да открие отхвърлянето преди неуспех на присадката, екип от изследователи от Мичиганския университет използва микропорест скелет, който функционира като минимално инвазивен метод за мониторинг.

След трансплантация на сърце или кожа при мишки, нишовите импланти натрупват вродени и адаптивни имунни клетки, а анализите на генната експресия идентифицират биомаркери за остро клетъчно отхвърляне на алографта (ACAR) преди да се появят клинични признаци на неуспех на присадката.

Първоначалните проучвания са проведени с адоптивен трансфер на Т-клетки в несъвместими алографти, което позволява фокусиране върху отхвърлянето, медиирано от Т-клетките, последвано от валидационни проучвания при животни от див тип. Нишовата структура позволява често вземане на проби от клетки, а панел от генетични биомаркери разграничава мишки, които отхвърлят алографти, от мишки със здрави присадки.

„Изследването на мониторинга на имунните отговори стана вълнуващо поради възхода на имунотерапиите. Това откриване на нежелан имунен отговор има значителни медицински последици, защото често не знаете за нежелан отговор, докато даден орган не започне да губи функция“, каза Лони Ши, професор по биомедицинско инженерство в Мичиганския университет и съавтор на изследването.

Новият процес започва с имплантиране на пореста структура под кожата, където в порите се развива тъкан. Развиващата се тъкан се васкуларизира. Крайният ефект е, че кръвоносните съдове преминават през това пространство и имунните клетки циркулират през тях.

Материалът предизвиква реакция на чуждо тяло, което води до набиране на имунни клетки. Важно е, че тези клетки проявяват тъканно-специфичен фенотип, а не циркулиращ такъв, което позволява на изследователите да наблюдават тъканните реакции във времето.

„Когато имунната система се активира в контекста на отхвърляне на трансплантат, можете да видите активирани имунни клетки върху импланта“, каза Ши.

Способността за оценка на имунните отговори в тъканите може да бъде мощен инструмент за изследователите, изучаващи имунната система. Серийният анализ на клетъчни транскриптоми би могъл да открие потенциално отхвърляне на органи с минимално инвазивна биопсия, вместо с биопсия на трансплантация с по-висок риск.

„Оцеляването на присадените солидни органи се счита за едно от най-важните постижения на съвременната медицина, но въпреки това често пренебрегваме агресивните терапии, необходими след трансплантацията, за да се поддържат здрави присадки“, каза Ръсел Ури, постдокторант в катедрата по биомедицинско инженерство в Мичиганския университет.

„Тези имплантируеми сензори могат да откриват много ранни процеси на отхвърляне, което е първа стъпка към инструмент за персонализирана грижа след трансплантация и минимизиране на инвазивните процедури и опустошителните странични ефекти, които реципиентите на трансплантация трябва да понасят в момента“, добави Ури.

„Това ще бъде особено важно за реципиентите на трансплантирани органи в детска и юношеска възраст, тъй като те трябва да се подлагат на лечение и биопсии в продължение на няколко десетилетия и дори да повтарят трансплантации.“