Implantatsensorer upptäcker tidiga tecken på organavstötning hos möss

En ny studie publicerad i Science Advances rapporterar att en mikroporös ställning fungerar som en minimalt invasiv övervakningsmetod för att upptäcka avstötning innan transplantatfel i en musmodell.

Dessa sensorer är det första steget mot att skapa ett verktyg som kan ge läkare viktig tidig information om möjligheten till organavstötning hos transplanterade patienter.

Orgeltransplantation åtföljs av aggressiv immunsuppression för att förhindra avstötning av transplantat. Överdriven immunsuppression kan dock öka risken för att utveckla neoplasmer och opportunistiska infektioner, och otillräcklig immunsuppression kan leda till transplantatskador.

Vanligtvis utförs biopsier av det transplanterade organet för att bedöma effektiviteten av immunsuppression. Dessa invasiva biopsier har emellertid betydande variation och är en eftersläpande indikator på avstötning. För att upptäcka avstötning innan transplantatfel använde ett team av forskare från University of Michigan en mikroporös ställning som fungerar som en minimalt invasiv övervakningsmetod.

Efter hjärt- eller hudtransplantation hos möss ackumuleras medfödda och adaptiva immunceller i nischimplantat, och genuttrycksanalyser identifierar biomarkörer för akut cellulär allotransplantatavstötning (ACAR) innan kliniska tecken på transplantatskada börjar.

Initiala studier utfördes med adoptiv överföring av T-celler till felaktigt matchade allotransplantat, vilket möjliggjorde fokus på T-cellsmedierad avstötning, följt av valideringsstudier på vildtypsdjur. Nischställningen möjliggör frekvent cellprovtagning, och en panel av genetiska biomarkörer skiljer möss som avvisar allogena transplantat från möss som får friska transplantat.

"Forskning om att övervaka immunsvar har blivit spännande med uppkomsten av immunoterapier. Denna upptäckt av ett oönskat immunsvar har betydande medicinska löften, eftersom du ofta inte gör det vet om ett oönskat svar tills organet kommer att börja förlora funktion", säger Lonnie Shea, professor i biomedicinsk teknik vid University of Michigan och medförfattare till studien.

Den nya processen börjar med implantation av en porös ställning under huden, där vävnad utvecklas i porerna. Den utvecklande vävnaden blir vaskulariserad. Nettoeffekten är att blodkärl passerar genom detta utrymme och immunceller cirkulerar genom dem.

Materialet utlöser ett främmande kroppssvar, vilket resulterar i rekrytering av immunceller. Viktigt är att dessa celler uppvisar en vävnadsspecifik fenotyp snarare än en cirkulationsspecifik, vilket gör det möjligt för forskare att övervaka vävnadssvar över tid.

"När immunsystemet aktiveras i samband med transplantatavstötning, kan du se aktiverade immunceller på implantatet," sa Shi.

Förmågan att bedöma immunsvar i vävnader kan vara ett kraftfullt verktyg för forskare som studerar immunsystemet. Sekventiell analys av celltranskriptom kan upptäcka möjlig organavstötning med en minimalt invasiv biopsi istället för en transplanterad organbiopsi, som har en högre risk.

"Överlevnad av fasta organtransplantationer anses vara en av de viktigaste framstegen inom modern medicin, men vi förbiser ofta de aggressiva terapier som behövs efter transplantation för att bibehålla friska transplantat", säger Russell Urie, postdoktor vid Institutionen för biomedicinsk teknik vid University of Michigan.

"Dessa implanterbara sensorer kan upptäcka mycket tidiga avstötningsprocesser, vilket är det första steget mot ett verktyg för personlig vård efter transplantation och för att minimera de invasiva procedurer och förödande biverkningar som transplantationsmottagare för närvarande måste utstå", tillade Uri. p >

"Detta kommer att vara särskilt viktigt för organtransplanterade mottagare i barndomen och tonåren, eftersom de måste genomgå behandling och biopsier under flera decennier och till och med en upprepad transplantation."