L’impianto può avvertire settimane prima che l’organo trapiantato verrà rigettato

L'impianto può rilevare il rigetto dell'organo trapiantato settimane prima.

Ricevere un trapianto d’organo può essere un’esperienza agghiacciante, sebbene salvavita, ha detto il dott. Joaquin Brieva, un ricevente di trapianto di rene.

“Entro due giorni dal mio trapianto, la funzione renale era tornata alla normalità, ma poi ti preoccupi della possibilità di rigetto del rene”, ha detto Brieva, dermatologo presso Northwestern Medicine a Evanston, Illinois, che ha ricevuto il trapianto nel settembre 2022.

“Stai camminando su una corda tesa di ansia per le infezioni, complicazioni dei farmaci, vari effetti collaterali e rigetto del rene”, ha detto Brieva in un comunicato stampa di Northwestern. “Puoi gestire parte di questa preoccupazione con aggiustamenti della medicazione, ma il rigetto del rene rimane diffuso. Il tuo rene trapiantato è estremamente prezioso, quindi quella era la mia preoccupazione più grande.”

Un impianto sperimentale attualmente in fase di test potrebbe un giorno aiutare i riceventi di organi a trovare un po’ di tranquillità, dicono i ricercatori.

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L’impianto sottile come la carta sembra fornire un avvertimento precoce, accurato e in tempo reale del rigetto dell’organo, secondo un nuovo studio.

L’impianto sottile ultrapiatto si posiziona direttamente su un rene trapiantato e può rilevare i cambiamenti di temperatura che possono verificarsi con il rigetto del trapianto, hanno riferito i ricercatori il 7 settembre sulla rivista Science.

Il dispositivo invia quindi un avviso senza fili a uno smartphone o tablet nelle vicinanze, avvertendo che potrebbe esserci un problema.

I ricercatori hanno testato il dispositivo su piccoli animali con reni trapiantati.

Il dispositivo è riuscito a rilevare segnali di avvertimento del rigetto fino a tre settimane prima rispetto ai metodi di monitoraggio attuali, hanno detto i ricercatori.

Questo tempo aggiuntivo potrebbe consentire ai medici di intervenire prima, riducendo il rischio di rigetto dell’organo.

“Se il rigetto viene rilevato precocemente, i medici possono somministrare terapie anti-rigetto per migliorare la salute del paziente e impedire loro di perdere l’organo donato”, ha detto John Rogers, responsabile dello sviluppo del dispositivo e professore di ingegneria biomedica alla Northwestern University.

“Nei casi peggiori, se il rigetto viene ignorato, potrebbe essere pericoloso per la vita”, ha detto Rogers nel comunicato stampa. “Più presto riesci a individuare il rigetto e ad iniziare le terapie, meglio è. Abbiamo sviluppato questo dispositivo con questo obiettivo in mente.”

Per le oltre 250.000 persone negli Stati Uniti che vivono con un rene trapiantato, monitorare la salute dell’organo è un percorso continuo, hanno detto i ricercatori nelle note preliminari.

Il rigetto può verificarsi in qualsiasi momento dopo che una persona riceve un trapianto, immediatamente o anni dopo, hanno osservato i ricercatori. Spesso è silenzioso e i pazienti potrebbero non manifestare sintomi.

“Ho notato che molti dei miei pazienti vivono un’ansia costante, senza sapere se il loro corpo sta rigettando l’organo trapiantato o meno”, ha detto il dott. Lorenzo Gallon, nefrologo trapiantologo della Northwestern Medicine.

“Potrebbero aver aspettato anni per un trapianto e poi finalmente averne ricevuto uno da un amato o da un donatore deceduto. Poi passano il resto della loro vita preoccupandosi della salute di quell’organo”, ha detto Gallon nel comunicato stampa. “Il nostro nuovo dispositivo potrebbe offrire una certa protezione e il monitoraggio continuo potrebbe fornire rassicurazione e tranquillità.”

Il modo più semplice per monitorare la salute dei reni è attraverso gli esami del sangue, ma i biomarcatori standard possono fluttuare per motivi non correlati al rigetto dell’organo, hanno detto i ricercatori.

Il “gold standard” attuale per rilevare il rigetto è una biopsia, con un medico che utilizza un ago lungo per estrarre un campione di tessuto dall’organo trapiantato.

Ma questa procedura invasiva comporta il rischio di molteplici complicazioni, tra cui sanguinamento, infezione, dolore e persino danni accidentali ai tessuti circostanti.

Inoltre, avere un laboratorio che analizzi i risultati della biopsia può richiedere tempo che il paziente potrebbe non avere.

“Il tempo di attesa può essere piuttosto lungo e sono limitati nelle frequenze di monitoraggio e richiedono un’analisi esterna”, ha detto Gallon. “Potrebbero volerci quattro o cinque giorni per avere i risultati. E quei quattro o cinque giorni potrebbero essere cruciali per prendere una decisione tempestiva per la cura del paziente.”

Il team di ricerca di Northwestern ha progettato il suo nuovo impianto bioelettronico per monitorare qualcosa di molto più semplice e affidabile: la temperatura dell’organo.

Aumenti di temperatura di solito accompagnano l’infiammazione. Considerando ciò, i ricercatori hanno ipotizzato che la rilevazione di aumenti e variazioni di temperatura fuori dall’ordinario potrebbe fornire un segnale di avvertimento precoce per il potenziale rigetto di un trapianto.

Lo studio sugli animali ha confermato la loro ipotesi, con i ricercatori che hanno scoperto che la temperatura locale di un rene trapiantato aumenta proprio prima degli eventi di rigetto.

Negli animali senza farmaci immunosoppressori, la temperatura è aumentata due o tre giorni prima che i biomarcatori cambiassero nei test del sangue.

E negli animali che assumono farmaci immunosoppressori, la temperatura non solo è aumentata ma ha anche mostrato variazioni aggiuntive fino a tre settimane prima dell’aumento dei biomarcatori.

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Il nuovo dispositivo offre anche un monitoraggio continuo in tempo reale, a differenza dei metodi attuali.

I pazienti potrebbero sottoporsi a esami del sangue più di una volta alla settimana subito dopo aver ricevuto il trapianto, ma nel tempo gli esami diventano meno frequenti.

“Avere questo dispositivo sarebbe rassicurante”, ha detto Brieva, che non ha preso parte allo studio. “Può rilevare eventuali cambiamenti improvvisi nel trapianto di rene e rilevare il rigetto acuto, che attualmente non presenta segni di avvertimento.”

Il sensore stesso è piccolo, più piccolo di un’unghia del mignolo e largo quanto un singolo capello.

Rogers e il suo team hanno progettato il sensore in modo da adattarsi appena sotto uno strato fibroso chiamato capsula renale che copre il rene e protegge l’organo dai danni. Lì, si adagia saldamente contro il rene.

“La capsula mantiene il dispositivo in buon contatto termico con il rene sottostante”, ha detto Rogers. “I corpi si muovono, quindi c’è molto movimento da gestire. Anche il rene stesso si muove. Ed è tessuto molle senza punti di ancoraggio solidi per le suture. Queste erano sfide ingegneristiche difficili, ma questo dispositivo è un’interfaccia delicata e senza soluzione di continuità che evita di rischiare danni all’organo.”

Il dispositivo contiene un termometro altamente sensibile in grado di rilevare variazioni di temperatura incredibilmente piccole sul rene. È collegato a un piccolo pacchetto di elettronica, compresa una batteria a bottone miniaturizzata per l’alimentazione, che si trova accanto al rene e utilizza la tecnologia Bluetooth per trasmettere dati in modo continuo e wireless.

“Immaginiamo che un chirurgo potrebbe impiantare il dispositivo immediatamente dopo l’intervento chirurgico di trapianto, mentre il paziente è ancora in sala operatoria”, ha detto Rogers. “Poi, può monitorare il rene senza richiedere procedure aggiuntive.”

I ricercatori stanno ora testando il sistema su un modello animale più grande e stanno valutando modi per ricaricare la batteria a bottone in modo che possa durare per tutta la vita.

Mentre questi primi studi si sono concentrati sui trapianti di rene, i ricercatori ritengono che potrebbe funzionare anche per altri trapianti di organi, compresi il fegato e i polmoni.

“Ogni individuo risponde in modo diverso alla terapia anti-rigetto”, ha detto la ricercatrice principale Surabhi Madhvapathy, una ricercatrice postdottorato nel laboratorio di Rogers. “Il monitoraggio in tempo reale della salute dell’organo trapiantato del paziente è un passo critico verso la dosaggio personalizzato e la medicina.”

Ulteriori informazioni

La Cleveland Clinic fornisce ulteriori informazioni sul rigetto di un trapianto di organo.

FONTE: Northwestern University, comunicato stampa, 7 settembre 2023