Los sensores de implantes detectan signos tempranos de rechazo de órganos en ratones

Un nuevo estudio publicado en Science Advances informa que un andamio microporoso funciona como un método de vigilancia mínimamente invasivo para detectar el rechazo antes de que falle el injerto en un modelo de ratón.

Estos sensores son el primer paso hacia la creación de una herramienta que pueda proporcionar a los médicos información temprana importante sobre la posibilidad de rechazo de órganos en pacientes trasplantados.

El trasplante de órganos se acompaña de una inmunosupresión agresiva para prevenir el rechazo del injerto. Sin embargo, una inmunosupresión excesiva puede aumentar el riesgo de desarrollar neoplasias e infecciones oportunistas, y una inmunosupresión insuficiente puede provocar daños al injerto.

Por lo general, se realizan biopsias del órgano trasplantado para evaluar la eficacia de la inmunosupresión. Sin embargo, estas biopsias invasivas tienen una variabilidad significativa y son un indicador rezagado de rechazo. Para detectar el rechazo antes del fallo del injerto, un equipo de investigadores de la Universidad de Michigan utilizó un andamio microporoso que funciona como método de vigilancia mínimamente invasivo.

Después del trasplante de corazón o piel en ratones, las células inmunitarias innatas y adaptativas se acumulan en implantes de nicho, y los análisis de expresión genética identifican biomarcadores de rechazo celular agudo de aloinjertos (ACAR) antes de la aparición de signos clínicos de daño al injerto.

Los estudios iniciales se realizaron con transferencia adoptiva de células T a aloinjertos no coincidentes, lo que permitió centrarse en el rechazo mediado por células T, seguido de estudios de validación en animales de tipo salvaje. El andamio de nicho permite realizar muestreos celulares frecuentes y un panel de biomarcadores genéticos distingue a los ratones que rechazan los injertos alogénicos de los ratones que reciben injertos sanos.

"La investigación sobre el seguimiento de las respuestas inmunitarias se ha vuelto apasionante con el aumento de las inmunoterapias. Esta detección de una respuesta inmunitaria no deseada es muy prometedora desde el punto de vista médico, ya que a menudo no se detecta "Sabemos acerca de una respuesta no deseada hasta que el órgano comienza a perder su función", dijo Lonnie Shea, profesor de ingeniería biomédica en la Universidad de Michigan y coautor del estudio.

El nuevo proceso comienza con la implantación de un armazón poroso debajo de la piel, donde se desarrolla tejido en los poros. El tejido en desarrollo se vasculariza. El efecto neto es que los vasos sanguíneos pasan a través de este espacio y las células inmunes circulan a través de ellos.

El material desencadena una respuesta de cuerpo extraño, lo que resulta en el reclutamiento de células inmunes. Es importante destacar que estas células exhiben un fenotipo específico de tejido en lugar de uno específico de circulación, lo que permite a los investigadores monitorear las respuestas de los tejidos a lo largo del tiempo.

"Cuando el sistema inmunológico se activa en el contexto del rechazo del injerto, es posible que se vean células inmunes activadas en el implante", dijo Shi.

La capacidad de evaluar las respuestas inmunitarias en los tejidos podría ser una herramienta poderosa para los investigadores que estudian el sistema inmunológico. El análisis secuencial de transcriptomas celulares puede detectar un posible rechazo de órganos con una biopsia mínimamente invasiva en lugar de una biopsia de órgano trasplantado, que tiene un mayor riesgo.

“La supervivencia del trasplante de órganos sólidos se considera uno de los avances más importantes de la medicina moderna, pero a menudo pasamos por alto las terapias agresivas necesarias después del trasplante para mantener los injertos sanos”, afirmó Russell Urie, becario postdoctoral en el Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad de Michigan.

"Estos sensores implantables pueden detectar procesos de rechazo muy tempranos, lo que es el primer paso hacia una herramienta para la atención personalizada post-trasplante y minimizar los procedimientos invasivos y los efectos secundarios devastadores que los receptores de trasplantes deben soportar actualmente", añadió Uri. p >

"Esto será especialmente importante para los receptores de trasplantes de órganos en la infancia y la adolescencia, ya que deberán someterse a tratamientos y biopsias durante varias décadas e incluso a un nuevo trasplante".