I sensori dell'impianto rilevano i primi segni di rigetto d'organo nei topi

Un nuovo studio pubblicato su Science Advances riporta che un'impalcatura microporosa funziona come metodo di sorveglianza minimamente invasivo per rilevare il rigetto prima del fallimento del trapianto in un modello murino.

Questi sensori rappresentano il primo passo verso la creazione di uno strumento in grado di fornire ai medici importanti informazioni tempestive sulla possibilità di rigetto d'organo nei pazienti sottoposti a trapianto.

Il

trapianto d'organo è accompagnato da un'immunosoppressione aggressiva per prevenire il rigetto del trapianto. Tuttavia, un'immunosoppressione eccessiva può aumentare il rischio di sviluppare neoplasie e infezioni opportunistiche, mentre un'immunosoppressione insufficiente può portare a danni al trapianto.

Di solito, vengono eseguite biopsie dell'organo trapiantato per valutare l'efficacia dell'immunosoppressione. Tuttavia, queste biopsie invasive presentano una variabilità significativa e sono un indicatore ritardato di rigetto. Per rilevare il rigetto prima del fallimento del trapianto, un team di ricercatori dell'Università del Michigan ha utilizzato un'impalcatura microporosa che funziona come metodo di sorveglianza minimamente invasivo.

Dopo il trapianto di cuore o pelle nei topi, le cellule immunitarie innate e adattative si accumulano in impianti di nicchia e le analisi dell'espressione genetica identificano i biomarcatori del rigetto acuto del trapianto cellulare (ACAR) prima della comparsa dei segni clinici del danno del trapianto.

Gli studi iniziali sono stati condotti con trasferimento adottivo di cellule T in allotrapianti non corrispondenti, consentendo di concentrarsi sul rigetto mediato dalle cellule T, seguiti da studi di validazione in animali wild-type. L'impalcatura di nicchia consente un campionamento cellulare frequente e un pannello di biomarcatori genetici distingue i topi che rifiutano trapianti allogenici da topi che ricevono trapianti sani.

"La ricerca sul monitoraggio delle risposte immunitarie è diventata entusiasmante con l'aumento delle immunoterapie. Questo rilevamento di una risposta immunitaria indesiderata ha una promessa medica significativa, poiché spesso non si conoscere una risposta indesiderata fino a quando l'organo non inizierà a perdere la sua funzione", ha affermato Lonnie Shea, professore di ingegneria biomedica presso l'Università del Michigan e coautore dello studio.

Il nuovo processo inizia con l'impianto di un'impalcatura porosa sotto la pelle, dove il tessuto si sviluppa nei pori. Il tessuto in via di sviluppo diventa vascolarizzato. L'effetto finale è che i vasi sanguigni passano attraverso questo spazio e le cellule immunitarie circolano attraverso di essi.

Il materiale innesca una risposta da corpo estraneo, con conseguente reclutamento di cellule immunitarie. È importante sottolineare che queste cellule mostrano un fenotipo specifico del tessuto piuttosto che uno specifico della circolazione, consentendo ai ricercatori di monitorare le risposte dei tessuti nel tempo.

"Quando il sistema immunitario viene attivato nel contesto del rigetto del trapianto, è possibile vedere cellule immunitarie attivate sull'impianto", ha affermato Shi.

La capacità di valutare le risposte immunitarie nei tessuti potrebbe essere un potente strumento per i ricercatori che studiano il sistema immunitario. L'analisi sequenziale dei trascrittomi cellulari può rilevare un possibile rigetto dell'organo con una biopsia minimamente invasiva invece di una biopsia dell'organo trapiantato, che presenta un rischio maggiore.

"La sopravvivenza dei trapianti di organi solidi è considerata uno dei progressi più importanti della medicina moderna, ma spesso trascuriamo le terapie aggressive necessarie dopo il trapianto per mantenere gli innesti sani", ha affermato Russell Urie, ricercatore post-dottorato presso il Dipartimento di Ingegneria Biomedica dell'Università di Los Angeles. L'Università del Michigan.

"Questi sensori impiantabili sono in grado di rilevare processi di rigetto molto precoci, il che rappresenta il primo passo verso uno strumento per la cura post-trapianto personalizzata e per ridurre al minimo le procedure invasive e gli effetti collaterali devastanti che i riceventi del trapianto devono attualmente sopportare," ha aggiunto Uri. p>

"Ciò sarà particolarmente importante per i destinatari di trapianti di organi durante l'infanzia e l'adolescenza, poiché dovranno sottoporsi a cure e biopsie per diversi decenni e persino a ripetere il trapianto."