Implantaatsensoren detecteren vroege tekenen van orgaanafstoting bij muizen

Een nieuwe studie gepubliceerd in Science Advances meldt dat een microporeuze scaffold functioneert als een minimaal invasieve surveillancemethode om afstoting te detecteren voordat het transplantaat faalt in een muismodel.

>

Deze sensoren zijn de eerste stap in de richting van het creëren van een hulpmiddel dat artsen kan voorzien van belangrijke vroegtijdige informatie over de mogelijkheid van orgaanafstoting bij transplantatiepatiënten.

Orgaantransplantatie gaat gepaard met agressieve immunosuppressie om afstoting van het transplantaat te voorkomen. Overmatige immunosuppressie kan echter het risico op het ontwikkelen van neoplasmata en opportunistische infecties vergroten, en onvoldoende immunosuppressie kan tot schade aan het transplantaat leiden.

Gewoonlijk worden biopsieën van het getransplanteerde orgaan uitgevoerd om de effectiviteit van immunosuppressie te beoordelen. Deze invasieve biopsieën kennen echter een aanzienlijke variabiliteit en zijn een achterblijvende indicator van afstoting. Om afstoting vóór het falen van het transplantaat te detecteren, heeft een team van onderzoekers van de Universiteit van Michigan een microporeuze scaffold gebruikt die functioneert als een minimaal invasieve surveillancemethode.

Na een hart- of huidtransplantatie bij muizen hopen aangeboren en adaptieve immuuncellen zich op in niche-implantaten, en analyses van genexpressie identificeren biomarkers van acute cellulaire allotransplantaatafstoting (ACAR) vóór het begin van klinische tekenen van transplantaatschade.

Eerste onderzoeken werden uitgevoerd met adoptieve overdracht van T-cellen naar niet-overeenkomende allotransplantaten, waardoor een focus op T-cel-gemedieerde afstoting mogelijk was, gevolgd door validatiestudies bij wildtype dieren. De niche-steiger maakt frequente celbemonstering mogelijk, en een panel van genetische biomarkers onderscheidt muizen die allogene transplantaten afwijzen van muizen die gezonde transplantaten ontvangen.

"Onderzoek naar het monitoren van immuunreacties is spannend geworden met de opkomst van immuuntherapieën. Deze detectie van een ongewenste immuunreactie heeft een grote medische belofte, omdat dat vaak niet het geval is weet van een ongewenste reactie totdat het orgaan zijn functie begint te verliezen", zegt Lonnie Shea, hoogleraar biomedische technologie aan de Universiteit van Michigan en co-auteur van het onderzoek.

Het nieuwe proces begint met de implantatie van een poreus skelet onder de huid, waar weefsel zich in de poriën ontwikkelt. Het zich ontwikkelende weefsel wordt gevasculariseerd. Het netto-effect is dat bloedvaten door deze ruimte lopen en dat immuuncellen er doorheen circuleren.

Het materiaal veroorzaakt een reactie van een vreemd lichaam, wat resulteert in de rekrutering van immuuncellen. Belangrijk is dat deze cellen een weefselspecifiek fenotype vertonen in plaats van een circulatiespecifiek fenotype, waardoor onderzoekers de weefselreacties in de loop van de tijd kunnen volgen.

"Als het immuunsysteem wordt geactiveerd in de context van transplantaatafstoting, zie je mogelijk geactiveerde immuuncellen op het implantaat", zei Shi.

Het vermogen om immuunreacties in weefsels te beoordelen zou een krachtig hulpmiddel kunnen zijn voor onderzoekers die het immuunsysteem bestuderen. Sequentiële analyse van celtranscriptomen kan mogelijke orgaanafstoting detecteren met een minimaal invasieve biopsie in plaats van een getransplanteerde orgaanbiopsie, wat een hoger risico met zich meebrengt.

“Overleving van solide orgaantransplantaties wordt beschouwd als een van de belangrijkste ontwikkelingen in de moderne geneeskunde, maar we zien vaak de agressieve therapieën over het hoofd die nodig zijn na transplantatie om gezonde transplantaten te behouden”, zegt Russell Urie, een postdoctoraal onderzoeker bij de afdeling Biomedische Technologie van de Universiteit van Michigan.

"Deze implanteerbare sensoren kunnen zeer vroege afstotingsprocessen detecteren, wat de eerste stap is in de richting van een hulpmiddel voor gepersonaliseerde post-transplantatiezorg en het minimaliseren van de invasieve procedures en verwoestende bijwerkingen die ontvangers van een transplantaat momenteel moeten ondergaan," voegde Uri eraan toe.

p>

"Dit zal vooral belangrijk zijn voor ontvangers van orgaantransplantaties in de kindertijd en adolescentie, omdat zij gedurende tientallen jaren een behandeling en biopsieën moeten ondergaan en zelfs een herhaalde transplantatie moeten ondergaan."