أجهزة استشعار الزرع تكتشف العلامات المبكرة لرفض العضو المزروع في الفئران

وتشير دراسة جديدة نشرت في مجلة Science Advances إلى أن السقالة الدقيقة تعمل كطريقة مراقبة قليلة التوغل للكشف عن الرفض قبل فشل الطعم في نموذج الفأر.

تشكل هذه المستشعرات الخطوة الأولى نحو إنشاء أداة يمكنها تزويد الأطباء بمعلومات مبكرة مهمة حول إمكانية رفض الأعضاء لدى مرضى زراعة الأعضاء.

يصاحب زراعة الأعضاء تثبيط مناعي شديد لمنع رفض الطعم. إلا أن التثبيط المناعي المفرط قد يزيد من خطر الإصابة بالأورام والالتهابات الانتهازية، كما أن تثبيط المناعة غير الكافي قد يؤدي إلى تلف الطعم.

تقليديًا، تُجرى خزعات زراعة الأعضاء لتقييم فعالية مثبطات المناعة. ومع ذلك، تتميز هذه الخزعات الباضعة بتباين كبير، وتُعدّ مؤشرًا متأخرًا على الرفض. ولكشف الرفض قبل فشل الطعم، استخدم فريق من الباحثين من جامعة ميشيغان سقالة دقيقة المسام تعمل كطريقة مراقبة طفيفة التوغل.

بعد عملية زرع القلب أو الجلد لدى الفئران، تتراكم الخلايا المناعية الفطرية والتكيفية في الغرسات المتخصصة، وتحدد تحليلات التعبير الجيني المؤشرات الحيوية لرفض الطعم الخلوي الحاد (ACAR) قبل ظهور العلامات السريرية لفشل الطعم.

أُجريت الدراسات الأولية بنقل الخلايا التائية بالتبني إلى طعوم غير متوافقة، مما سمح بالتركيز على الرفض بوساطة الخلايا التائية، تلتها دراسات للتحقق من الصحة على حيوانات برية. يسمح هيكل التخصص بأخذ عينات خلوية متكررة، وتُميز مجموعة من المؤشرات الحيوية الجينية الفئران التي ترفض الطعوم عن الفئران ذات الطعوم السليمة.

أصبحت دراسة رصد الاستجابات المناعية مثيرة للاهتمام بفضل انتشار العلاجات المناعية. ويحمل هذا الكشف عن استجابة مناعية غير مرغوب فيها آثارًا طبية بالغة الأهمية، إذ غالبًا ما لا يُكتشف وجود استجابة غير مرغوب فيها إلا بعد أن يبدأ العضو بفقدان وظيفته، وفقًا لما ذكره لوني شي، أستاذ الهندسة الطبية الحيوية بجامعة ميشيغان والمؤلف المشارك في الدراسة.

تبدأ العملية الجديدة بزراعة سقالة مسامية تحت الجلد، حيث تنمو الأنسجة في المسام. تُصبح هذه الأنسجة النامية غنية بالأوعية الدموية. والنتيجة النهائية هي مرور الأوعية الدموية عبر هذه المساحة، وانتقال الخلايا المناعية عبرها.

تُثير هذه المادة استجابةً للجسم الغريب، مما يؤدي إلى تجنيد الخلايا المناعية. والأهم من ذلك، أن هذه الخلايا تُظهر نمطًا ظاهريًا خاصًا بالأنسجة، وليس نمطًا دائرًا، مما يسمح للباحثين بمراقبة استجابات الأنسجة بمرور الوقت.

"عندما يتم تنشيط الجهاز المناعي في سياق رفض عملية الزرع، يمكنك رؤية الخلايا المناعية النشطة على الزرعة"، كما قال شي.

قد تُشكّل القدرة على تقييم الاستجابات المناعية في الأنسجة أداةً فعّالة للباحثين الذين يدرسون الجهاز المناعي. إذ يُمكن للتحليل التسلسلي للنسخ الخلوية الكشف عن احتمال رفض العضو من خلال خزعة طفيفة التوغل، بدلاً من خزعة زراعة الأعضاء عالية الخطورة.

قال راسل يوري، زميل ما بعد الدكتوراه في قسم الهندسة الطبية الحيوية في جامعة ميشيغان: "يعتبر بقاء الطعوم العضوية الصلبة أحد أهم إنجازات الطب الحديث، ومع ذلك فإننا غالبًا ما نتجاهل العلاجات العدوانية اللازمة بعد عملية الزرع للحفاظ على الطعوم الصحية".

وأضاف أوري: "تستطيع هذه المستشعرات القابلة للزرع اكتشاف عمليات الرفض في وقت مبكر للغاية، وهي خطوة أولى نحو أداة لرعاية ما بعد عملية الزرع الشخصية وتقليل الإجراءات الجراحية والآثار الجانبية المدمرة التي يتعين على متلقي عملية الزرع تحملها حاليًا".

"سيكون هذا مهمًا بشكل خاص لمتلقي زراعة الأعضاء في مرحلة الطفولة والمراهقة، حيث يجب عليهم الخضوع للعلاج والخزعات لعدة عقود وحتى عمليات زرع متكررة."