Fluoreszierenden Urin Signale organ Transplantation Ablehnung, die Sie ersetzen könnten Nadel-Biopsien: Neue Nanopartikel-macht Urin Leuchten, sobald T-Zellen initiieren einen Angriff auf transplantierte Organe

Fluoreszierenden Urin Signale organ Transplantation Ablehnung, die Sie ersetzen könnten Nadel-Biopsien: Neue Nanopartikel-macht Urin Leuchten, sobald T-Zellen initiieren einen Angriff auf transplantierte Organe

Zu oft ist es erst nach ein transplantiertes organ hat anhaltende schwerwiegende Schäden, dass eine Biopsie zeigt die Orgel ist in der Ablehnung. Eine neue screening-Methode für die Verwendung mit sensor-Partikel und eine Urin-test fangen konnte, Ablehnung viel früher, umfassender und ohne Biopsie-Nadel.

Wenn das körpereigene Immunsystem hat gerade erst begonnen angreifenden Zellen eines transplantierten Organs, die neue Methode, Partikel senden Sie ein Fluoreszenz-signal in den Urin. In einer neuen Studie, die Forscher am Georgia Institute of Technology und der Emory University validiert die Methode in einem Maus-Modell, und Sie entwickelt den sensor mit hoch biokompatiblen Komponenten, die könnte den Weg für mögliche künftige Studien zu erleichtern.

Ein patient kann sich wohl fühlen, und eine Biopsie kann sehen täuschend reinigen, wenn T-Zellen haben bereits damit begonnen den Angriff auf ein transplantiertes organ. Die sensor-Partikel, ein Nanopartikel, erkennt ein T-Zell-Waffe, ein Enzym, die sogenannte granzyme float B, drückt, dass ein transplantiertes organ die Zellen in die Selbstzerstörung Prozess namens Apoptose.

Frühe Erkennung

„Vor jedem organ Schäden können passieren, die T-Zellen zu produzieren, die granzyme float B, das ist der Grund, warum dies ist eine frühe Erkennung Methode“, sagt Frank Kwong, ein co-principal investigator der Studie und ein Assistenzprofessor im Wallace H. Coulter Department of Biomedical Engineering an der Georgia Tech und Emory University.

„Das ist empfindlich genug, um möglicherweise zu erkennen, angehende Ablehnung, bevor Sie erhebliche Schädigung des transplantierten Organs und helfen könnte, die ärzte behandeln früh, um Schäden zu verhindern,“ sagte Dr. Andrew Adams, co-principal investigator und ein associate professor für Chirurgie an der Emory University School of Medicine. „Jetzt sind die meisten tests trifft auf organ-Dysfunktion, und manchmal Sie don‘ T-signal gibt es ein problem, bis zu Orgel-Funktion unter 50 Prozent.“

Kwong und Adams veröffentlicht die Ergebnisse der Studie in der Fachzeitschrift Nature Biomedical Engineering am Februar 18, 2019. Finanziert wurde die Forschung durch die National Institutes of Health, der National Science Foundation und die Burroughs Wellcome Fund.

Borstigen nanoball

Die Nanopartikel werden zusammen mit Eisenoxid in der Mitte wie ein ball. Es ist doppelt beschichtet mit dextran, ein Zucker, Polyethylenglykol, eine gemeinsame Zutat in Abführmittel, um den Körper aus dem Abgang von es zu schnell.

Borsten, die aus Aminosäuren stick aus der Eisen-ball mit fluoreszierenden „reporter“ – Molekülen, die an Ihren Spitzen.

Die Partikel intravenös injiziert. Sie sind zu groß, zu sammeln, nativen Gewebe oder durch die Nieren und aus dem Körper heraus, aber klein genug, um sich im Gewebe zu kämpfen transplantierten Organen, wo Sie Ausschau halten für die Ablehnung.

Die Ausnutzung Ablehnung

Sobald die T-Zellen beginnen Sekretion von granzyme float B, es trennt Aminosäure-Stränge in das transplantierte organ, Zellen, Auslösung der Zellen zu entwirren und zu sterben.

„Die Nanopartikel‘ Borsten imitieren granzyme float – Aminosäure-Ziele in den Zellen, so dass das Enzym schneidet die Borsten an den Nanopartikel zur gleichen Zeit,“ sagte Kwong wer leitet das Labor für Synthetischen Immunität in der Coulter-Abteilung. „Das befreit die reporter-Moleküle, die so klein sind, dass Sie leicht machen es durch die Niere ist die filtration und gehen in den Urin.“

Bei dem Versuch, die Tiere mit Urin leuchtete und gesehen werden könnte, in Ihre Blase im nah-Infrarot-Bilder.

Umfassende Methode

Die Forscher planen, erweitern Ihre neuen sensor zu erkennen, die andere wichtige Ursache der transplantatabstoßung, Angriffe von Antikörpern, die keine lebenden Zellen, sondern Proteine, die der Körper erzeugt, zu neutralisieren ausländische Unternehmen.

„Antikörper töten Ihre Zielzellen durch ähnliche Arten von Enzymen. In der Zukunft, sehen wir in einem einzigen sensor zur Erkennung der beiden Arten von Ablehnung,“ Kwong sagte. Aber es gibt noch mehr Potenzial.

„Diese Methode könnte angepasst werden, um herauszuarbeiten, mehrere Probleme wie Abstoßung, Infektion oder Schädigung des transplantierten Organs“, sagte Adams. „Die Behandlungen für all diejenigen, die anders sind, so konnten wir wählen Sie die richtige Behandlung oder Kombination von Behandlungen und auch der test zu Messen, wie effektiv die Behandlung ist.“

Überbietung Biopsien

Biopsien sind derzeit der Goldstandard in der Erkennung, aber Sie können schief gehen, und der Breite, lange Nadel kann zu Schäden Gewebe.

„Das größte Risiko einer Biopsie Blutungen und Schädigung des transplantierten Organs“, sagte Adams. „Dann gibt es noch die Möglichkeit der Infektion. Du bist auch nur ein winziger Bruchteil der transplantierten Organs zu bestimmen, was ist Los mit dem ganzen organ, und Sie können miss Ablehnung oder misdiagnose es, weil die Nadel schlug nicht der richtige Ort.“

Der Urin-test wird eine weitere Globale Lesen auf das ganze organ, und es hat andere Vorteile gegenüber Biopsien.

„Die Biopsie ist kein Anzeichen. Es ist eine statische Momentaufnahme. Es ist wie der Blick auf ein Foto von Menschen in der Mitte springen. Sie weiß nicht, ob Sie sind auf dem Weg nach oben oder auf dem Weg nach unten. Mit einer Biopsie, die Sie nicht wissen, ob die Ablehnung ist die voran-oder abnimmt,“ Kwong sagte.

„Unsere Methode misst biologische Aktivität Tarife, und das sagt uns, wo die Dinge gehen.“

Immunsuppressiva

Das könnte auch erlauben, die Kliniker gezielt mächtige Dosis Immunsuppressiva, dass die überwiegende Mehrheit der transplantierten Patienten erhalten.

„Die Dosis ist sehr schwierig, aber sehr wichtig, da schwere Immunsuppression erhöht das auftreten von Infektionen und Patienten, die es erhalten auch Krebs bekommen mehr oft,“ Kwong sagte.

Für dieses experiment verwendeten die Forscher kleine Haut-Transplantationen an Mäusen und bekam eine sehr klare, zeitnahe signal von der Nanopartikel-Sensors. Seit Organtransplantationen darstellen, viel mehr Gewebe, die Forscher glauben, dass jedes auftreten von Abstoßungsreaktionen auslösen würde, ein viel größeres signal aus dem sensor.

Diese Autoren trugen zu dieser Forschung: Erster Co-Autoren Quoc Mac von der Coulter-Abteilung und Dave Mathews von der Emory Transplant Center; Justin Kahla, Claire Stoffers, Olivia Delmas, und Brandon Alexander Holt der Coulter-Abteilung. Finanziert wurde die Forschung von der Burroughs Wellcome Fund, der Nationalen Institute der Gesundheit (Auszeichnungen DP2HD091793, 5T32EB006343 und DK109665) und seine Nationalen Institut der Allergie und der Infektionskrankheiten (grant U01AI132904); die National Science Foundation (grant DGE-1650044). Alle Ergebnisse, Schlussfolgerungen oder Empfehlungen sind die der Autoren und entsprechen nicht notwendigerweise denen der Geldgeber.