Miniurządzenie wszczepiane wraz z narządem pozwala monitorować stan przeszczepu

Monitorowanie stanu przeszczepionej nerki to problem ponad 250 000 osób tylko w USA. Najłatwiejszym sposobem monitorowania stanu nerek jest pomiar określonych wskaźników we krwi. Śledząc poziom kreatyniny i azotu mocznikowego we krwi pacjenta, lekarze mogą uzyskać wgląd w czynność nerek, jednak stężenia te mogą się zmieniać z przyczyn niezwiązanych z odrzuceniem narządu. Dlatego obserwowanie tych biomarkerów nie jest ani czułe, ani specyficzne, prowadząc czasami do fałszywie ujemnych lub dodatnich wyników.

Za "złoty standard" w wykrywaniu odrzucenia uważana jest obecnie biopsja - pobranie próbki tkanki z przeszczepionego narządu za pomocą długiej igły, a następnie analizowanie uzyskanej tkanki. Jednak inwazyjne procedury, takie jak biopsja, niosą ze sobą ryzyko powikłań - krwawienia, infekcji, bólu czy nawet niezamierzonego uszkodzenia pobliskich tkanek.

Naukowcy z Northwestern University opracowali pierwsze urządzenie elektroniczne, umożliwiające ciągłe monitorowanie stanu przeszczepionych narządów w czasie rzeczywistym. Mniejszy od paznokcia (wymiary 0,3 na 0,7 mm) i cieńszy od włosa (grubość 220 mikronów) miękki implant umieszczany jest bezpośrednio na przeszczepionym narządzie – na przykład nerce. Potrafi wykrywać nieprawidłową temperaturę, związaną ze stanem zapalnym i innymi reakcjami organizmu, wynikającymi z odrzucenia. Wiadomość o tym przekazuje bezprzewodowo (Bluetooth) na tablet czy telefon komórkowy pacjenta lub lekarza.

W nowym badaniu naukowcy przetestowali urządzenie na modelu - małym zwierzęciu z przeszczepioną nerką. Jak się okazało, dzięki nowej technologii oznaki ostrzegawcze odrzucenia można było zaobserwować nawet o trzy tygodnie wcześniej niż przy obecnych metodach monitorowania. Ten dodatkowy czas mógłby umożliwić lekarzom wcześniejszą interwencję, poprawiając samopoczucie i wyniki pacjentów, a także zwiększając szanse na zachowanie przeszczepionych narządów, o które coraz trudniej ze względu na rosnący popyt.

Jak podkreślają autorzy badania, odrzucenie może nastąpić w dowolnym momencie po przeszczepieniu – zarówno natychmiast, jak i po wielu latach.

Często reakcja odrzucenia nie powoduje u pacjenta odczuwalnych objawów.

- Zauważyłem, że wielu moich pacjentów odczuwa ciągły niepokój – nie wiedzą, czy ich organizm odrzuca przeszczepiony narząd, czy nie – powiedział dr Lorenzo Gallon, nefrolog zajmujący się przeszczepami w Northwestern Medicine, który kierował kliniczną częścią badania. - Mogli latami oczekiwać na przeszczep a potem w końcu otrzymali go od bliskiej osoby lub zmarłego dawcy. Potem spędzali resztę życia martwiąc się o zdrowie tego narządu. Nasze nowe urządzenie mogłoby zapewnić pewną ochronę, a ciągłe monitorowanie – dać pewność i spokój umysłu.

Jak wykazało badanie na zwierzętach, miejscowa temperatura przeszczepionej nerki wzrasta – czasami nawet o 0,6 stopnia Celsjusza – przed wystąpieniem odrzucenia.

U zwierząt nieprzyjmujących leków immunosupresyjnych temperatura wzrosła na dwa lub trzy dni przed zmianą biomarkerów w próbkach krwi. U zwierząt przyjmujących leki immunosupresyjne temperatura nie tylko wzrosła, ale także wykazywała dodatkowe nietypowe wahania aż do trzech tygodni przed wzrostem stężenia kreatyniny i azotu mocznikowego we krwi.

Po sukcesie próby na małych zwierzętach naukowcy testują obecnie system na większym modelu zwierzęcym. Oceniają także sposoby ładowania zasilającej urządzenie baterii, aby wystarczyła na całe życie.

Chociaż pierwotne badania przeprowadzono na przeszczepach nerek, naukowcy zakładają, że może to sprawdzić się również w przypadku transplantacji innych narządów, w tym wątroby i płuc, a także w przypadku innych chorób.