インプラントセンサーがマウスの臓器拒絶反応の初期兆候を検出

「Science Advances」誌に掲載された新しい研究によると、マウスモデルで移植が失敗する前に拒絶反応を検出する低侵襲性の監視方法として、マイクロポーラス スキャフォールドが機能することが報告されています。

これらのセンサーは、移植患者の臓器拒絶反応の可能性に関する重要な早期情報を医師に提供できるツールを作成するための第一歩です。

臓器移植では、移植拒絶反応を防ぐために積極的な免疫抑制が行われます。しかし、過剰な免疫抑制は腫瘍や日和見感染のリスクを高め、不十分な免疫抑制は移植片の損傷につながる可能性があります。

通常、移植臓器の生検は免疫抑制の有効性を評価するために行われます。しかし、これらの侵襲的な生検には大きなばらつきがあり、拒絶反応の遅行指標となります。ミシガン大学の研究チームは、移植が失敗する前に拒絶反応を検出するために、低侵襲性の監視方法として機能するマイクロポーラス スキャフォールドを使用しました。

マウスの心臓または皮膚移植後、自然免疫細胞と適応免疫細胞がニッチ インプラントに蓄積し、遺伝子発現分析によって、移植片損傷の臨床兆候が現れる前に急性細胞性同種移植拒絶反応 (ACAR) のバイオマーカーが特定されます。

最初の研究では、T 細胞を不適合同種移植片に移植して養子移入することで、T 細胞を介した拒絶反応に焦点を当て、その後、野生型動物で検証研究を行いました。ニッチ スキャフォールドにより、頻繁な細胞サンプリングが可能になり、遺伝子バイオマーカー パネルにより、同種移植を拒否するマウスと健康な移植を受けたマウスを区別できます。

「免疫反応のモニタリングに関する研究は、免疫療法の台頭により刺激的なものになっています。望ましくない免疫反応の検出は、臓器が機能を失い始めるまで望ましくない反応に気付かないことが多いため、医学的に大きな期待が寄せられています」と、ミシガン大学の生物医学工学教授でこの研究の共著者であるロニー シーア氏は述べています。

新しいプロセスは、皮膚の下に多孔質スキャフォールドを移植することから始まります。このスキャフォールドでは、組織が毛穴で発達します。発達中の組織は血管化します。最終的な効果は、血管がこの空間を通過し、免疫細胞が循環することです。

この物質は異物反応を引き起こし、免疫細胞を動員します。重要なのは、これらの細胞が循環特異的な表現型ではなく組織特異的な表現型を示すため、研究者は組織反応を経時的に監視できるということです。

「移植片拒絶反応の状況で免疫システムが活性化されると、インプラント上に活性化した免疫細胞が見られることがあります」と Shi 氏は言います。

組織内の免疫反応を評価する能力は、免疫システムを研究する研究者にとって強力なツールになる可能性があります。細胞トランスクリプトームの連続分析により、移植臓器生検よりもリスクが高い低侵襲生検で臓器拒絶反応の可能性を検出できます。

「固形臓器移植の生存率は現代医学の最も重要な進歩の 1 つと考えられていますが、移植後に健康な移植片を維持するために必要な積極的な治療を見落としがちです」と、ミシガン大学生物医学工学部の博士研究員であるラッセル・ユーリー氏は述べています。

「これらの埋め込み型センサーは、非常に早い段階で拒絶反応を検出できます。これは、移植後の個別ケアのためのツールへの第一歩であり、移植患者が現在耐えなければならない侵襲的処置と壊滅的な副作用を最小限に抑えます」とユーリー氏は付け加えました。

「これは、小児期および青年期の臓器移植患者にとって特に重要です。なぜなら、彼らは数十年にわたって治療と生検を受けなければならず、再検査が必要になることもあるからです。移植"