Implantointianturit havaitsevat elimen hylkimisen varhaiset merkit hiirissä

Science Advances -lehdessä julkaistu uusi tutkimus kertoo, että mikrohuokoinen rakenne toimii minimaalisesti invasiivisena valvontamenetelmänä hyljinnän havaitsemiseksi ennen siirteen epäonnistumista hiirimallissa.

Nämä anturit ovat ensimmäinen askel kohti työkalun luomista, joka voisi antaa lääkäreille tärkeää varhaista tietoa elinsiirtopotilaiden hylkimisreaktiosta.

Elinsiirtoon liittyy aggressiivinen immunosuppressio siirteen hylkimisen estämiseksi. Liiallinen immunosuppressio voi kuitenkin lisätä kasvainten ja opportunististen infektioiden kehittymisen riskiä, ja riittämätön immunosuppressio voi johtaa siirteen vaurioihin.

Perinteisesti elinsiirtobiopsiat tehdään immunosuppression tehokkuuden arvioimiseksi. Näissä invasiivisissa biopsioissa on kuitenkin merkittävää vaihtelua, ja ne ovat viiveellä näkyvä hyljinnän indikaattori. Hyljinnän havaitsemiseksi ennen siirteen epäonnistumista Michiganin yliopiston tutkijaryhmä käytti mikrohuokoista rakennetta, joka toimii minimaalisesti invasiivisena seurantamenetelmänä.

Sydämen tai ihonsiirron jälkeen hiirillä niche-implantit keräävät synnynnäisiä ja adaptiivisia immuunisoluja, ja geenien ilmentymisanalyysit tunnistavat akuutin soluallosiirteen hyljinnän (ACAR) biomarkkereita ennen kuin siirteen vaurion kliinisiä merkkejä ilmenee.

Alustavat tutkimukset tehtiin T-solujen adoptiivisella siirrolla yhteensopimattomiin allosiirteisiin, mikä mahdollisti keskittymisen T-solujen välittämään hyljintään, minkä jälkeen suoritettiin validointitutkimuksia villityypin eläimillä. Niche-scaffold mahdollistaa tiheän solunäytteenoton, ja geneettisten biomarkkereiden paneeli erottaa hiiret, jotka hylkivät allosiirteitä, hiiristä, joilla on terveet siirteet.

”Immuunivasteiden seurannan tutkimuksesta on tullut jännittävää immunoterapioiden yleistymisen myötä. Tällä ei-toivotun immuunivasteen havaitsemisella on merkittäviä lääketieteellisiä vaikutuksia, koska usein ei-toivotusta vasteesta ei tiedä ennen kuin elin alkaa menettää toimintaansa”, sanoo Lonnie Shi, Michiganin yliopiston biolääketieteen tekniikan professori ja tutkimuksen toinen kirjoittaja.

Uusi prosessi alkaa huokoisen tukirakenteen istuttamisella ihon alle, jossa kudos kehittyy ihohuokosiin. Kehittyvä kudos verisuonittuu. Lopputuloksena on, että verisuonet kulkevat tämän tilan läpi ja immuunisolut kiertävät niiden läpi.

Materiaali herättää vierasesinevasteen, mikä johtaa immuunisolujen rekrytointiin. Tärkeää on, että näillä soluilla on kudoskohtainen fenotyyppi, ei verenkierrossa olevaa, minkä ansiosta tutkijat voivat seurata kudosvasteita ajan kuluessa.

"Kun immuunijärjestelmä aktivoituu siirteen hyljinnän yhteydessä, implantissa voi nähdä aktivoituneita immuunisoluja", Shi sanoi.

Kyky arvioida immuunivasteita kudoksissa voisi olla tehokas työkalu immuunijärjestelmää tutkiville tutkijoille. Solutranskriptomien sarja-analyysi voisi havaita mahdollisen elimen hylkimisen minimaalisesti invasiivisella biopsialla korkeamman riskin elinsiirtobiopsian sijaan.

"Kiinteiden elinsiirteiden säilymistä pidetään yhtenä nykyaikaisen lääketieteen tärkeimmistä saavutuksista, mutta usein unohdamme aggressiiviset hoidot, joita tarvitaan elinsiirron jälkeen terveiden siirteiden ylläpitämiseksi", sanoo Russell Urie, postdoc-tutkija Michiganin yliopiston biolääketieteellisen tekniikan laitoksella.

"Nämä implantoitavat anturit pystyvät havaitsemaan hylkimisprosesseja hyvin varhaisessa vaiheessa, mikä on ensimmäinen askel kohti yksilöllistä elinsiirron jälkeistä hoitoa ja minimoida invasiivisia toimenpiteitä ja tuhoisia sivuvaikutuksia, joita elinsiirron saajien on tällä hetkellä kestettävä", Uri lisäsi.

"Tämä on erityisen tärkeää elinsiirron saaneille lapsuudessa ja nuoruudessa, sillä heidän on suoritettava hoitoja ja otettava biopsioita useiden vuosikymmenten ajan ja jopa toistettava elinsiirtoja."