Implantaadiandurid avastavad hiirtel elundite hülgamise varajasi märke

Ajakirjas Science Advances avaldatud uus uuring näitab, et mikroporiline karkass toimib minimaalselt invasiivse jälgimismeetodina, et tuvastada hiiremudelis transplantaadi ebaõnnestumist enne hülgamist.

Need andurid on esimene samm tööriista loomisel, mis annaks arstidele olulist varajast teavet siirdamispatsientide elundi äratõukereaktsiooni võimalikkuse kohta.

Elundite siirdamisega kaasneb agressiivne immunosupressioon, et vältida siiriku äratõukereaktsiooni. Liigne immunosupressioon võib aga suurendada kasvajate ja oportunistlike infektsioonide tekkeriski ning ebapiisav immunosupressioon võib viia siiriku kahjustuseni.

Traditsiooniliselt tehakse siirdamisbiopsiaid immunosupressiooni efektiivsuse hindamiseks. Neil invasiivsetel biopsiatel on aga märkimisväärne varieeruvus ja need on äratõukereaktsiooni aeglane näitaja. Äratõukereaktsiooni avastamiseks enne siiriku ebaõnnestumist kasutas Michigani ülikooli teadlaste meeskond mikropoorseid karkasse, mis toimib minimaalselt invasiivse jälgimismeetodina.

Pärast südame- või nahasiirdamist hiirtel kogunevad nišiimplantaatidesse kaasasündinud ja adaptiivsed immuunrakud ning geeniekspressiooni analüüsid tuvastavad ägeda rakulise allotransplantaadi hülgamisreaktsiooni (ACAR) biomarkerid enne siirde ebaõnnestumise kliiniliste tunnuste ilmnemist.

Esialgsed uuringud viidi läbi T-rakkude adoptiivse ülekandega kokkusobimatutesse allotransplantaatidesse, mis võimaldas keskenduda T-rakkude vahendatud hülgamisreaktsioonile, millele järgnesid valideerimisuuringud metsiktüüpi loomadel. Nišistruktuur võimaldab sagedast rakkude proovide võtmist ning geneetiliste biomarkerite paneel eristab hiiri, kes hülgavad allotransplantaadid, hiirtest, kellel on terved transplantaadid.

„Immuunvastuste jälgimise uuring on muutunud põnevaks tänu immunoteraapiate levikule. Soovimatu immuunvastuse tuvastamisel on märkimisväärne meditsiiniline tähendus, sest sageli ei teata soovimatust reaktsioonist enne, kui organ hakkab funktsiooni kaotama,“ ütles Lonnie Shi, Michigani ülikooli biomeditsiinitehnika professor ja uuringu kaasautor.

Uus protsess algab poorse karkassi implanteerimisega naha alla, kus poorides areneb kude. Areneva koe vaskulariseerub. Lõpptulemusena läbivad veresooned seda ruumi ja immuunrakud ringlevad nende kaudu.

Materjal kutsub esile võõrkeha reaktsiooni, mis viib immuunrakkude värbamiseni. Oluline on see, et need rakud omavad koespetsiifilist fenotüüpi, mitte ringlevat, mis võimaldab teadlastel jälgida koereaktsioone aja jooksul.

"Kui immuunsüsteem aktiveeritakse siirdamise äratõukereaktsiooni kontekstis, näete implantaadil aktiveeritud immuunrakke," ütles Shi.

Kudede immuunvastuste hindamise võime võiks olla võimas tööriist immuunsüsteemi uurivatele teadlastele. Rakkude transkriptoomide järjestikune analüüs võiks tuvastada potentsiaalset organi äratõukereaktsiooni minimaalselt invasiivse biopsiaga, mitte suurema riskiga siirdamisbiopsiaga.

„Siirdatud organi elulemust peetakse tänapäeva meditsiini üheks olulisemaks saavutuseks, kuid me jätame sageli tähelepanuta agressiivsed ravimeetodid, mida on pärast siirdamist vaja tervete siirikute säilitamiseks,“ ütles Russell Urie, Michigani ülikooli biomeditsiinitehnika osakonna järeldoktor.

„Need implanteeritavad andurid suudavad tuvastada väga varajase äratõukereaktsiooni, mis on esimene samm isikupärastatud siirdamisjärgse hoolduse tööriista suunas ning minimeerides invasiivseid protseduure ja laastavaid kõrvaltoimeid, mida siirdamispatsiendid praegu peavad taluma,“ lisas Uri.

"See on eriti oluline elundisiirdamise saajatele lapsepõlves ja noorukieas, kuna nad peavad läbima ravi ja biopsiaid mitu aastakümmet ning isegi korduvaid siirdamisi."