Sensores de implantação detectam sinais precoces de rejeição de órgãos em ratinhos

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

Esses sensores são o primeiro passo para a criação de uma ferramenta que pode fornecer aos médicos informações iniciais importantes sobre o potencial 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 levar a danos ao enxerto.

Tradicionalmente, biópsias de transplante são realizadas 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 utilizou uma estrutura microporosa que funciona como um método de monitoramento minimamente invasivo.

Após o transplante de coração ou pele em camundongos, os implantes de nicho acumulam células imunes inatas e adaptativas, e análises de expressão genética identificam biomarcadores de rejeição aguda de aloenxerto celular (ACAR) antes que ocorram sinais clínicos de falha do enxerto.

Estudos iniciais foram realizados com transferência adotiva de células T para aloenxertos incompatíveis, permitindo um foco na rejeição mediada por células T, seguidos por estudos de validação em animais selvagens. O arcabouço de nicho permite a coleta frequente de amostras de células, e um painel de biomarcadores genéticos distingue camundongos que rejeitam aloenxertos de camundongos com enxertos saudáveis.

"O estudo do monitoramento das respostas imunológicas tornou-se interessante devido ao surgimento das imunoterapias. Essa detecção de uma resposta imunológica indesejada tem implicações médicas significativas porque, muitas vezes, você não sabe sobre uma resposta indesejada até que um órgão comece a perder função", disse Lonnie Shi, professor de engenharia biomédica na 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 líquido é que os vasos sanguíneos passam por esse espaço e as células imunológicas circulam por eles.

O material provoca uma resposta de corpo estranho, o que leva ao recrutamento de células imunes. É importante ressaltar que essas células exibem um fenótipo específico do tecido, e não um fenótipo circulante, permitindo que os pesquisadores monitorem as respostas dos tecidos ao longo do tempo.

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

A capacidade de avaliar as respostas imunes em tecidos pode ser uma ferramenta poderosa para pesquisadores que estudam o sistema imunológico. A análise serial de transcriptomas celulares pode detectar a potencial rejeição de órgãos com uma biópsia minimamente invasiva em vez de uma biópsia de transplante de alto risco.

"A sobrevivência de enxertos de órgãos sólidos é considerada uma das conquistas mais importantes da medicina moderna, mas muitas vezes ignoramos as terapias agressivas necessárias após o transplante para manter os enxertos saudáveis", disse Russell Urie, pesquisador de pós-doutorado no Departamento de Engenharia Biomédica da Universidade de Michigan.

"Esses sensores implantáveis podem detectar processos de rejeição muito precoces, o que é um primeiro passo em direção a uma ferramenta para cuidados pós-transplante personalizados e para minimizar os procedimentos invasivos e os efeitos colaterais devastadores que os receptores de transplantes atualmente precisam suportar", acrescentou Uri.

"Isso será especialmente importante para receptores de transplantes de órgãos na infância e na adolescência, pois eles devem passar por tratamentos e biópsias por várias décadas e até mesmo repetir os transplantes."