Przeszczep serca u dzieci od dawna okrzyknięty jest interwencją ratującą życie dzieci cierpiących na schyłkową niewydolność serca. Choć zabieg ten daje nadzieję, długoterminowe wyniki u tych młodych pacjentów pozostają niezadowalające ze względu na odrzucenie przeszczepu i jego niepowodzenie.

W przełomowym badaniu opublikowanym w czasopiśmie Krążeniebadacze z Instytut Serca w Teksasie, Baylor College Medyczny, Szpital Dziecięcy w Teksasie i Centrum Nauk o Zdrowiu Uniwersytetu Teksasu McGovern Medical School rzuciła światło na krajobraz komórkowy w przeszczepionych sercach pediatrycznych, torując drogę do ulepszonych strategii leczenia i zwiększając trwałość przeszczepów serca.

Badania prowadzone przez lekarza-naukowca z Texas Heart Institute (THI) wykazały, że Doktor James F. MartinVivian L. Smith Katedra Medycyny Regeneracyjnej oraz wiceprezes i profesor fizjologii integracyjnej w Baylor, ekspert w dziedzinie genomiki pojedynczych komórek Doktor Xiao Li, Wydział THI i asystent badacza ds Laboratorium edycji genów McGill w THI i Doktor Diwakar Turaga, adiunkt pediatrii na oddziale intensywnej terapii w Baylor i specjalista intensywnej terapii kardiologicznej dla dzieci w Texas Children’s Hospital, wykorzystał unikalny zbiór danych obejmujący rzadkie próbki serca pochodzące z wielokrotnych przeszczepów serca. Wykorzystując najnowocześniejsze techniki sekwencjonowania jednojądrowego RNA (snRNA-seq), badacze mogli zagłębić się w mikrośrodowisko zapalne serca w przypadku przeszczepów serca u dzieci.

„Nasze podejście zapewnia niespotykany dotąd poziom szczegółowości” – powiedział Martin. „Udało nam się rozróżnić komórki odpornościowe pochodzące od dawcy od biorcy, wykorzystując naturalnie występujące warianty genetyczne zawarte w naszych danych sekwencjonowania. Pomaga nam to uzyskać kompleksowe zrozumienie dynamiki odpowiedzi immunologicznej w obrębie przeszczepionych serc”.

W badaniu, które stanowi pierwszy w historii opis komórek odpornościowych w przeszczepionym sercu pediatrycznym w rozdzielczości pojedynczych komórek, zbadano próbki pobrane już pięć dni po przeszczepieniu i przez okres do 12 lat później.

Dzięki skrupulatnej analizie naukowcy odkryli szybką utratę makrofagów rezydujących w tkankach pochodzących od dawcy, czyli komórek kluczowych dla przyjęcia przeszczepu i długoterminowego sukcesu. Natomiast makrofagi pochodzące z krążenia biorcy szybko zasiedlały serce wkrótce po przeszczepie. Ta nierównowaga między makrofagami pochodzącymi od dawcy i biorcy znacząco przyczyniła się do niepowodzenia przeszczepu.

„Te odkrycia mają znaczące implikacje kliniczne” – wyjaśnił Li. „Celując na zwiększoną odpowiedź zapalną, w której pośredniczą makrofagi pochodzące od biorcy i komórki NK, możemy potencjalnie zapobiegać wczesnym niepowodzeniom przeszczepu i ostrym epizodom odrzucenia. Ponadto zachowanie populacji makrofagów rezydentnych w przeszczepionym sercu może utorować drogę nowym strategiom immunomodulacji i znacznie wydłużyć trwałość przeszczepów serca u dzieci”.

„Na Oddziale Intensywnej Terapii Kardiologicznej (CICU) opiekuję się dziećmi, które trafiają do szpitala z powodu odrzucenia serca. Nasze terapie medyczne stosowane w leczeniu odrzucenia przeszczepu są nadal bardzo ograniczone. To badanie stanowi ważny krok w kierunku ukierunkowanych terapii immunologicznych i medycyny precyzyjnej”, – powiedział Turaga.

Wspólne wysiłki zespołu poszerzyły naszą wiedzę na temat dynamiki odpowiedzi immunologicznej w przeszczepionych sercach pediatrycznych, która przyczynia się do odrzucenia i niewydolności narządu. Dzięki dalszym badaniom i wdrożeniu klinicznym odkrycia te mogą potencjalnie zmienić życie młodych pacjentów i poprawić ich długoterminową jakość i ilość życia.

Rich G. Li, Chang-Ru Tsai, Julianna N. Quinn, Yi Zhao, Ruby Wilson, Katherine Carlson, Jun Wang, Joseph A. Spinner, Edward J. Hickey, Iki Adachi również wnieśli swój wkład w tę pracę.

Badanie to było wspierane przez Laboratorium Edycji Genów Don McGill w Texas Heart Institute, American Heart Association (824138, 970606 i 23EIA1039128) oraz National Institutes of Health (R01HL142704).

Przeczytaj więcej tutaj.

Śledź z laboratoriów na X @BCMFromtheLabs i Instagramie!