Sensor implantasi mengesan tanda awal penolakan organ pada tikus

Satu kajian baru yang diterbitkan dalam jurnal Science Advances melaporkan bahawa perancah mikroliang berfungsi sebagai kaedah pengawasan invasif minimum untuk mengesan penolakan sebelum kegagalan rasuah dalam model tetikus.

Penderia ini adalah langkah pertama ke arah mencipta alat yang boleh memberikan doktor maklumat awal yang penting tentang potensi penolakan organ dalam pesakit pemindahan.

Pemindahan organ disertai dengan imunosupresi agresif untuk mengelakkan penolakan rasuah. Walau bagaimanapun, imunosupresi yang berlebihan boleh meningkatkan risiko mengembangkan neoplasma dan jangkitan oportunistik, dan imunosupresi yang tidak mencukupi boleh menyebabkan kerosakan rasuah.

Secara tradisinya, biopsi pemindahan dilakukan untuk menilai keberkesanan imunosupresi. Walau bagaimanapun, biopsi invasif ini mempunyai kebolehubahan yang ketara dan merupakan penunjuk penolakan yang ketinggalan. Untuk mengesan penolakan sebelum kegagalan rasuah, satu pasukan penyelidik dari Universiti Michigan menggunakan perancah mikroporous yang berfungsi sebagai kaedah pemantauan invasif minimum.

Selepas pemindahan jantung atau kulit pada tikus, implan niche mengumpul sel imun semula jadi dan adaptif, dan analisis ekspresi gen mengenal pasti biomarker penolakan allograf selular akut (ACAR) sebelum tanda klinikal kegagalan cantuman berlaku.

Kajian awal dilakukan dengan pemindahan sel T yang diterima pakai ke dalam allograf yang tidak serasi, membenarkan tumpuan pada penolakan pengantaraan sel T, diikuti dengan kajian pengesahan dalam haiwan jenis liar. Perancah niche membolehkan pensampelan sel kerap, dan panel biomarker genetik membezakan tikus yang menolak allograf daripada tikus dengan cantuman yang sihat.

"Kajian memantau tindak balas imun menjadi menarik kerana peningkatan imunoterapi. Pengesanan tindak balas imun yang tidak diingini ini mempunyai implikasi perubatan yang ketara kerana selalunya anda tidak tahu tentang tindak balas yang tidak diingini sehingga organ mula kehilangan fungsi," kata Lonnie Shi, seorang profesor kejuruteraan bioperubatan di Universiti Michigan dan pengarang bersama kajian itu.

Proses baru bermula dengan menanam perancah berliang di bawah kulit, di mana tisu berkembang di dalam liang. Tisu yang sedang berkembang menjadi vaskular. Kesan bersihnya ialah saluran darah melalui ruang ini, dan sel imun beredar melaluinya.

Bahan tersebut menimbulkan tindak balas badan asing, yang membawa kepada pengambilan sel imun. Yang penting, sel-sel ini mempamerkan fenotip khusus tisu, bukan yang beredar, membolehkan penyelidik memantau tindak balas tisu dari semasa ke semasa.

"Apabila sistem imun diaktifkan dalam konteks penolakan pemindahan, anda boleh melihat sel imun yang diaktifkan pada implan, " kata Shi.

Keupayaan untuk menilai tindak balas imun dalam tisu boleh menjadi alat yang berkuasa untuk penyelidik mengkaji sistem imun. Analisis siri transkrip sel boleh mengesan penolakan organ yang berpotensi dengan biopsi invasif minimum dan bukannya biopsi pemindahan berisiko tinggi.

"Kelangsungan hidup cantuman organ pepejal dianggap sebagai salah satu pencapaian terpenting perubatan moden, namun kita sering mengabaikan terapi agresif yang diperlukan selepas pemindahan untuk mengekalkan cantuman yang sihat, " kata Russell Urie, seorang rakan pasca doktoral di Jabatan Kejuruteraan Bioperubatan di Universiti Michigan.

"Penderia yang boleh ditanam ini boleh mengesan proses penolakan yang sangat awal, yang merupakan langkah pertama ke arah alat untuk penjagaan pasca pemindahan yang diperibadikan dan meminimumkan prosedur invasif dan kesan sampingan yang memusnahkan yang perlu ditanggung oleh penerima pemindahan pada masa ini," tambah Uri.

"Ini akan menjadi sangat penting bagi penerima pemindahan organ pada zaman kanak-kanak dan remaja, kerana mereka mesti menjalani rawatan dan biopsi selama beberapa dekad dan juga pemindahan berulang."