Sensores de implante detectam sinais precoces de rejeição de órgãos em ratos

Um novo estudo publicado na Science Advances relata que uma estrutura microporosa funciona como um método de vigilância minimamente invasivo para detectar rejeição antes da falha do enxerto em um modelo de camundongo.

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Esses sensores são o primeiro passo para a criação de uma ferramenta que possa fornecer aos médicos informações precoces importantes sobre a possibilidade de rejeição de órgãos em pacientes transplantados.

O transplante de órgãos é acompanhado por imunossupressão agressiva para prevenir a rejeição do enxerto. No entanto, a imunossupressão excessiva pode aumentar o risco de desenvolvimento de neoplasias e infecções oportunistas, e a imunossupressão insuficiente pode causar danos ao enxerto.

Normalmente, são realizadas biópsias do órgão transplantado para avaliar a eficácia da imunossupressão. No entanto, essas biópsias invasivas apresentam variabilidade significativa e são um indicador tardio de rejeição. Para detectar a rejeição antes da falha do enxerto, uma equipe de pesquisadores da Universidade de Michigan usou uma estrutura microporosa que funciona como um método de vigilância minimamente invasivo.

Após o transplante de coração ou pele em camundongos, células imunes inatas e adaptativas se acumulam em implantes de nicho, e análises de expressão gênica identificam biomarcadores de rejeição aguda de aloenxerto celular (ACAR) antes do início dos sinais clínicos de dano ao enxerto.

Os estudos iniciais foram conduzidos com transferência adotiva de células T para aloenxertos incompatíveis, permitindo um foco na rejeição mediada por células T, seguido por estudos de validação em animais do tipo selvagem. A estrutura de nicho permite amostragem frequente de células, e um painel de biomarcadores genéticos distingue camundongos que rejeitam enxertos alogênicos de camundongos que recebem enxertos saudáveis.

"A pesquisa sobre o monitoramento das respostas imunológicas tornou-se estimulante com o surgimento das imunoterapias. Essa detecção de uma resposta imunológica indesejada tem uma promessa médica significativa, já que muitas vezes isso não acontece. Saiba sobre uma resposta indesejada até que o órgão comece a perder função", disse Lonnie Shea, professor de engenharia biomédica da Universidade de Michigan e coautor do estudo.

O novo processo começa com a implantação de uma estrutura porosa sob a pele, onde o tecido se desenvolve nos poros. O tecido em desenvolvimento torna-se vascularizado. O efeito final é que os vasos sanguíneos passam por esse espaço e as células imunológicas circulam através deles.

O material desencadeia uma resposta de corpo estranho, resultando no recrutamento de células imunológicas. É importante ressaltar que essas células exibem um fenótipo específico do tecido, em vez de específico da circulação, permitindo aos pesquisadores monitorar as respostas dos tecidos ao longo do tempo.

"Quando o sistema imunológico é ativado no contexto da rejeição do enxerto, você poderá ver células imunológicas ativadas no implante", disse Shi.

A capacidade de avaliar as respostas imunológicas nos tecidos pode ser uma ferramenta poderosa para os pesquisadores que estudam o sistema imunológico. A análise sequencial dos transcriptomas celulares pode detectar uma possível rejeição de órgãos com uma biópsia minimamente invasiva em vez de uma biópsia de órgão transplantado, que apresenta um risco maior.

“A sobrevivência do transplante de órgãos sólidos é considerada um dos avanços mais importantes da medicina moderna, mas muitas vezes negligenciamos as terapias agressivas necessárias após o transplante para manter os enxertos saudáveis”, disse Russell Urie, pós-doutorando no Departamento de Engenharia Biomédica da a Universidade de Michigan.

"Esses sensores implantáveis podem detectar processos de rejeição muito precoces, o que é o primeiro passo em direção a uma ferramenta para atendimento pós-transplante personalizado e minimização de procedimentos invasivos e efeitos colaterais devastadores que os receptores de transplantes atualmente devem suportar", acrescentou Uri. p >

"Isso será especialmente importante para receptores de transplantes de órgãos na infância e adolescência, pois eles devem passar por tratamento e biópsias ao longo de várias décadas e até mesmo por um novo transplante."