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Individuazione tempestiva di Penn Researchers Discover Test For del rigetto
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Circa 30.000 trapianti di organi si presentano ogni anno negli Stati Uniti. Tuttavia, fra 20 e 50 per cento — secondo il tipo dell'organo — degli organi trapiantati venga a mancare il più spesso in cinque anni, perché gli attacchi del sistema immunitario del destinatario, o «scarti,» l'organo donato.
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I ricercatori alla scuola di medicina di Perelman all'università della Pennsylvania hanno scoperto un metodo che sembra fornire l'allarme immediato del rifiuto del trapianto di organi confrontato ai metodi standard e richiede soltanto un'analisi del sangue piuttosto che una biopsia più dilagante e più dolorosa dell'ago. Questo nuovo metodo è dettagliato in uno studio pubblicato online nel giornale di ricerca clinica.
Se la validità di nuovo approccio per la rilevazione del rigetto è confermata in ulteriori studi, potrebbe permettere a medici di tenere i destinatari del trapianto dei trapianti loro e più sano il lavoro più lungo. Un biomarcatore migliore permetterebbe che medici invertano gli episodi di rifiuto in molti di questi casi usando le droghe immunosopressive.
«C'è un'esigenza critica di un biomarcatore che funzionerà attraverso l'intero campo di trapianto e che permetterà che noi individuiamo il rifiuto ed interveniamo molto più presto di possiamo attualmente a,» dice l'autore principale Prashanth Vallabhajosyula, il MD, un assistente universitario di ambulatorio cardiovascolare. «Pensiamo che la nostra piattaforma proposta di biomarcatore potrebbe compiere quel bisogno.»
In linea di principio, quando medici possono individuare gli episodi di rifiuto più in anticipo ed intervenire più efficacemente, i destinatari del trapianto inoltre potranno usare le dosi più basse di manutenzione delle droghe immunosopressive quando il rifiuto non sta accadendo. Quello li aiuterà per evitare gli effetti collaterali a lungo termine di queste droghe che comprendono i cancri, l'ipertensione, le infezioni opportunistiche ed il danno del rene.
Il nuovo metodo comprende le strutture minuscole e del tipo di capsula conosciute come i exosomes, che sono secernuti normalmente dalla maggior parte dei tipi di cellule. Che exosomes si sono evoluti per fare è precisamente non chiaro, ma scienziati sa che queste capsule contengono le proteine ed altre molecole dalla loro cellula di madre che può influenzare le attività delle cellule vicine. Come le loro cellule di madre, i exosomes hanno indicatori della proteina sulle loro superfici — ha chiamato spesso gli antigeni di MHC — quello identificarli al sistema immunitario come componente del corpo. Appena come il donatore e cellule ospiti differisca solitamente nei loro indicatori di MHC, in modo da faccia i exosomes ospite e del donatore. In questo studio, i ricercatori ragione per cui le marcature di superficie distinte dei exosomes erogatori avrebbero permesso che queste strutture minuscole siano individuate nelle analisi del sangue e potenzialmente siano usate per predire gli episodi del rigetto.
Facendo uso di un modello standard del laboratorio in quali cellule di Langerhans umane — produttori chiave di insulina — sono trapiantati nei topi, i ricercatori hanno indicato che potrebbero effettivamente individuare e quantificare i exosomes dalle cellule umane donate nel sangue dei topi. Inoltre, quando i ricercatori hanno indotto un rifiuto immune dei trapianti nei topi, i livelli individuati di exosomes dell'trapiantare-isolotto caduti acutamente e quasi immediatamente. «I livelli di quei exosomes nella circolazione sanguigna hanno cambiato drammaticamente, molto prima che vedessimo i cambiamenti in altri indicatori clinici correnti quali i livelli di digiuno del glucosio,» Vallabhajosyula dice.
Ha aggiunto che la ragione per la goccia improvvisa non è chiara — poiché è accaduto prima c'era danneggiamento evidente delle cellule trapiantate dell'isolotto — ma probabilmente in parte ha compreso una produzione riduttrice dei exosomes dalle cellule.
In un'esplorazione iniziale della strategia del trapianto-exosome nella gente, i ricercatori hanno esaminato i campioni immagazzinati del plasma sanguigno da cinque destinatari delle cellule trapiantate dell'isolotto in un test clinico di NIH e potevano individuare i exosomes erogatori in questi campioni che seguono i trapianti. Inoltre hanno trovato una certa prova preliminare che la loro misura di caduta-exosome potrebbe essere utile nel rigetto di predizione nella gente. Per un paziente che ha avvertito un rifiuto delle cellule trapiantate dell'isolotto, un calo ripido nel livello di exosomes erogatori era rilevabile in un campione di sangue preso sei ed i mezzi mesi prima delle cellule trapiantate hanno smesso di lavorare ed il paziente ha sviluppato i segni clinici del diabete.
In ulteriori esperimenti facendo uso del modello del trapianto del umano--topo, il gruppo poteva analizzare il contenuto dei exosomes erogatori nel sangue dei topi riceventi. Hanno trovato che questi exosomes delle cellule dell'isolotto hanno portato dozzine di molecole distinte compreso insulina ed altri ormoni endocrini — e che la composizione di questo «carico» è cambiato durante il rigetto, causante gli aumenti importanti, per esempio, nei livelli di parecchio dozzina molecole trovate normalmente nei exosomes.
I ricercatori sospettano che prendere questi cambiamenti in considerazione potrebbe migliorare l'affidabilità di una prova d'avvistamento del rigetto, ma possono essere ancor più utili nell'identificazione del tipo specifico di lesione continuo dal trapianto — discriminando, per esempio, una lesione dovuto il rigetto da una lesione meno inquietante dovuto l'infezione.
«Credo che le analisi dei exosomes dagli organi trapiantati infine forniscano una capacità molto potente e senza precedenti di capire lo stato condizionale dell'organo complessivamente,» dico lo studio l'autore Ali Naji senior, il MD, il PhD, il J. William White Professor di chirurgia.
In una prova rapida della larghezza del loro approccio, i ricercatori hanno indicato che potrebbero isolare ed individuare i exosomes del donatore-tessuto in un tipo differente di trapianto: trapianto del rene, attualmente il tipo più comune di trapianto di organi. In questo caso, il gruppo ha trovato che potrebbero isolare e quantificare i exosomes del donatore-rene non appena nel sangue ma anche in urina, così potenzialmente permettere agli esami delle urine che sono ancor meno dilaganti che le analisi del sangue.
Il gruppo ora sta continuando con ulteriori studi, compreso gli studi sul loro metodo con differenti tipi di trapianti e gli studi dei carichi specifici dei exosomes del trapianto.
Vallabhajosyula aggiunge che, oltre al potenziale dell'approccio del trapianto-exosome come strumento diagnostico, può essere utile generalmente nella promozione della conoscenza scientifica della biologia del trapianto.
«La capacità di isolare ed analizzare i exosomes tessuto-specifici apre una finestra a capire i loro ruoli nel rigetto e tolleranza del trapianto,» dice.