Ana Sayfa arşiv Nakledilen organları izleyen ilk cihaz, reddedilmenin erken belirtilerini tespit ediyor

Nakledilen organları izleyen ilk cihaz, reddedilmenin erken belirtilerini tespit ediyor

0
Nakledilen organları izleyen ilk cihaz, reddedilmenin erken belirtilerini tespit ediyor
Nakledilen organları izleyen ilk cihaz, reddedilmenin erken belirtilerini tespit ediyor
Nakledilen organları izleyen ilk cihaz, reddedilmenin erken belirtilerini tespit ediyor

Northwestern Üniversitesi araştırmacıları, nakledilen organların sağlığını gerçek zamanlı olarak sürekli olarak izleyen ilk elektronik cihazı geliştirdi.

Doğrudan nakledilen böbreğin üzerine yerleştirilen ultra ince, yumuşak implant, iltihaplanmayla ilişkili sıcaklık düzensizliklerini ve nakil reddiyle ortaya çıkan diğer vücut tepkilerini tespit edebiliyor. Ardından yakındaki bir akıllı telefona veya tablete kablosuz olarak veri akışı sağlayarak hastayı veya doktoru uyarır.

Yeni bir çalışmada araştırmacılar, cihazı böbrek nakli yapılan küçük bir hayvan modeli üzerinde test etti ve cihazın, mevcut izleme yöntemlerinden üç haftaya kadar daha önce reddedilme uyarı işaretlerini tespit ettiğini buldu.

Bu fazladan zaman, doktorların daha erken müdahale etmesini sağlayarak hasta sonuçlarını ve refahını iyileştirmenin yanı sıra, organ kıtlığı krizi sırasında artan talep nedeniyle giderek daha değerli hale gelen bağışlanan organların korunma olasılığını da artırabilir. Çalışma 8 Eylül Cuma günü Blim dergisinde yayınlanacak

Reddedilme, nakilden hemen sonra veya yıllar sonra, herhangi bir zamanda gerçekleşebilir. Çalışmanın yazarları, hastalığın genellikle sessiz olduğunu ve hastaların semptom yaşamayabileceğini söyledi.

Çalışmanın klinik bölümünü yöneten Northwestern Medicine nakli nefroloğu Dr. Lorenzo Gallon, “Hastalarımın çoğunun, vücutlarının nakledilen organı reddedip reddetmediğini bilmeden sürekli kaygı hissettiklerini fark ettim” dedi. “Yıllarca organ nakli beklemiş ve sonunda sevdikleri birinden ya da ölen bir donörden nakil almış olabilirler. Daha sonra hayatlarının geri kalanını o organın sağlığı konusunda endişelenerek geçirirler. Yeni cihazımız bir miktar koruma ve sürekli izleme sağlayabilir. güven ve gönül rahatlığı sağlayabilir.”

Cihazın geliştirilmesine öncülük eden biyoelektronik öncüsü Northwestern’den John A. Rogers, ret olaylarını meydana gelir gelmez tespit etmenin kritik olduğunu söyledi.

Rogers, “Reddedilme erken tespit edilirse, doktorlar hastanın sağlığını iyileştirmek ve bağışlanan organı kaybetmesini önlemek için reddetmeyi önleyici tedaviler uygulayabilir” dedi. “En kötü senaryoda, reddedilme göz ardı edilirse hayati tehlike söz konusu olabilir. Reddedilmeyi ne kadar erken fark edip terapiye başlarsanız o kadar iyi. Bu cihazı bunu göz önünde bulundurarak geliştirdik.”

Rogers’ın laboratuvarında doktora sonrası araştırmacı ve makalenin ilk yazarı Surabhi Madhvapathy, “Her birey reddedilme karşıtı terapiye farklı tepki veriyor” dedi. “Hastanın nakledilen organının sağlığının gerçek zamanlı izlenmesi, kişiselleştirilmiş dozaj ve ilaca doğru kritik bir adımdır.”

Gallon aynı zamanda Northwestern Üniversitesi Feinberg Tıp Fakültesi’nde nefroloji, hipertansiyon ve organ nakli profesörüdür. Rogers, Northwestern McCormick Mühendislik Okulu’nda Louis Simpson ve Kimberly Querrey Malzeme Bilimi ve Mühendisliği, Biyomedikal Mühendisliği ve Nörolojik Cerrahi Profesörü ve Querrey Simpson Biyoelektronik Enstitüsü’nün (QSIB) yöneticisidir. Gallon ve Rogers, çalışmayı Feinberg’de organ nakli araştırma profesörü Dr. Jenny Zhang ile birlikte yönettiler.

Mevcut izleme zorlukları

ABD’de böbrek nakliyle yaşayan 250.000’den fazla insan için organlarının sağlığını izlemek devam eden bir yolculuk. Böbrek sağlığını izlemenin en kolay yolu kandaki belirli belirteçleri ölçmektir. Doktorlar, hastanın kreatinin ve kan üre nitrojen düzeylerini takip ederek böbrek fonksiyonu hakkında fikir sahibi olabilir.

Ancak kreatinin ve kan üre nitrojen seviyeleri, organ reddiyle ilgisi olmayan nedenlerden dolayı dalgalanabilir, bu nedenle bu biyobelirteçlerin takibi ne hassas ne de spesifiktir, bazen yanlış negatif veya pozitif sonuçlara yol açabilir.

Reddetmeyi tespit etmek için mevcut “altın standart”, bir doktorun nakledilen organdan bir doku örneği almak için uzun bir iğne kullandığı ve ardından numuneyi yaklaşan ret belirtileri açısından analiz ettiği bir biyopsidir. Ancak biyopsi gibi invaziv prosedürler; kanama, enfeksiyon, ağrı ve hatta yakındaki dokulara yanlışlıkla zarar verilmesi gibi birçok komplikasyon riskini taşır.

Gallon, “Geri dönüş süresi oldukça uzun olabilir ve izleme sıklıkları sınırlıdır ve saha dışı analiz gerektirir” dedi. “Sonuçların alınması dört ya da beş gün sürebilir. Ve bu dört ya da beş gün, hastanın bakımı konusunda zamanında karar verilmesi açısından çok önemli olabilir.”

Zamanlama ve sıcaklık

Northwestern’in yeni biyoelektronik implantı ise aksine çok daha basit ve daha güvenilir bir şeyi izliyor: sıcaklığı. Sıcaklık artışları tipik olarak iltihaplanmaya eşlik ettiğinden, araştırmacılar anormal sıcaklık artışlarını ve sıcaklıktaki olağandışı değişiklikleri algılamanın potansiyel nakil reddi için erken bir uyarı işareti sağlayabileceğini öne sürdüler.

Hayvan çalışması tam da bunu doğruladı. Araştırmada araştırmacılar, nakledilen böbreğin yerel sıcaklığının, reddedilme olaylarından önce bazen 0,6 santigrat dereceye kadar arttığını fark ettiler.

Bağışıklık sistemini baskılayan ilaçlar kullanılmayan hayvanlarda, kan örneklerinde biyobelirteçler değişmeden iki veya üç gün önce sıcaklıklar arttı. Bağışıklık sistemini baskılayan ilaçlar alan hayvanlarda sıcaklık sadece artmakla kalmadı, aynı zamanda kreatinin ve kan üre nitrojeninin artmasından üç hafta öncesine kadar ek değişiklikler de gösterdi.

Madhvapathy, “Organ sıcaklığı normal koşullar altında günlük bir döngü boyunca dalgalanıyor” dedi. “Transplant reddi vakalarında 8 ve 12 saatlik periyotlarda meydana gelen anormal yüksek frekanslı sıcaklık değişimlerini gözlemledik.”

Gallon şunları söyledi: “Kreatinin normal olsa bile histolojik hasar meydana geliyor. Böbrek fonksiyonu normal görünse de kandaki reddedilme belirtileri birkaç gün geride kalıyor olabilir.”

Yeni cihaz, ret işaretlerini diğer yöntemlere göre daha erken tespit etmekle kalmıyor, aynı zamanda sürekli, gerçek zamanlı izleme de sunuyor. Nakil ameliyatlarından hemen sonra hastalar haftada bir defadan fazla kan testi yaptırabilirler. Ancak zamanla kan testlerinin sıklığı azalıyor ve hastalar haftalarca karanlıkta kalıyor.

Hasta ‘ip üstünde yürüyor’

Kuzeybatı Tıp dermatoloğu Dr. Joaquin Brieva, beklemeye ve merak etmeye aşinadır. Doğuştan böbrek hastalığıyla doğan Brieva, Eylül 2022’de böbrek nakli oldu.

Araştırmaya dahil olmayan Brieva, “Nakilden sonraki iki gün içinde böbrek fonksiyonum normale döndü” dedi. “Ama sonra böbreğinizin reddedilme olasılığı konusunda endişeleniyorsunuz. İşte bu yüzden bu güçlü reddetmeyi önleyici ilaçlara ve steroidlere sahipsiniz.

Enfeksiyonlar, ilaçlardan kaynaklanan komplikasyonlar, çeşitli yan etkiler ve böbreğin reddedilmesiyle ilgili endişelerle dolu bir ip üzerinde yürüyorsunuz. Bu endişelerin bir kısmını ilaç ayarlamalarıyla çözebilirsiniz, ancak böbrek reddi hala yaygın. Nakledilen böbreğiniz son derece değerli, bu yüzden benim en büyük endişem buydu.”

Gallon, “Reddedilmeyi önlemek için reddetmeyi önleyici ilaçları üç veya dört katına çıkaramayız çünkü bu ilaçlar kendi risklerini taşır” dedi. “Bağışıklık sistemini baskılayan ilaçlar tüm bağışıklık sistemini düşürebilir ve enfeksiyonlarla, hatta kanserle ilişkilendirilebilir. Kesinlikle ihtiyacımız olduğuna dair bir işaret olmadığı sürece dozajları artırmak istemiyoruz.”

Dokuz aile üyesini böbrek yetmezliği nedeniyle kaybeden Brieva ve diğer organ alıcıları için, organ sağlığını sürekli izleyen bir cihaz, gereksiz ilaçlardan kaçınmaya yardımcı olurken aynı zamanda çok ihtiyaç duyulan gönül rahatlığını da sağlayabilir.

“Bu cihaza sahip olmak güven verici olacaktır” dedi. “Böbrek naklinde meydana gelen ani değişiklikleri tespit edebiliyor ve şu anda herhangi bir uyarı işareti vermeyen akut reddi tespit edebiliyor.”

Cihaz hakkında

Sensörün kendisi küçüktür. Yalnızca 0,3 santimetre genişliğinde, 0,7 santimetre uzunluğunda ve 220 mikron kalınlığında olan bu yapı, pembemsi bir tırnaktan daha küçük ve yaklaşık bir saç teli genişliğinde.

Rogers ve ekibi, onu böbreğe yapıştırmak için organın doğal biyolojisinden yararlandı. Böbreğin tamamı, böbrek kapsülü adı verilen ve organı hasardan koruyan fibröz bir tabaka ile kaplanmıştır. Rogers’ın ekibi sensörü, böbreğe tam oturacak şekilde kapsül katmanının hemen altına sığacak şekilde tasarladı.

Rogers, “Kapsül, cihazı alttaki böbrekle iyi bir termal temas halinde tutuyor” dedi. “Vücutlar hareket ediyor, dolayısıyla başa çıkılması gereken çok fazla hareket var. Böbreğin kendisi bile hareket ediyor.

Ve bu, dikişler için iyi bağlantı noktaları olmayan yumuşak bir doku. Bunlar göz korkutucu mühendislik zorluklarıydı, ancak bu cihaz, riskleri ortadan kaldıran yumuşak, kusursuz bir arayüz. organa zarar verir.”

Cihaz, böbrekteki ve yalnızca böbrekteki inanılmaz derecede hafif (0,004 santigrat derece) sıcaklık değişimlerini tespit edebilen son derece hassas bir termometre içeriyor. (Araştırmacılar sıcaklığın reddedilmenin daha iyi bir göstergesi olduğunu bulmasına rağmen sensör aynı zamanda kan akışını da ölçüyor.)

Sensörler daha sonra, böbreğin yanında bulunan ve verileri sürekli ve kablosuz olarak harici cihazlara aktarmak için Bluetooth teknolojisini kullanan, güç için minyatür bir madeni para büyüklüğündeki pil de dahil olmak üzere küçük bir elektronik paketine bağlanıyor.

Madhvapathy, “Tüm elektronik bileşenler, böbreğin hassas dokularına karşı yumuşak ve esnek olan, yumuşak, biyouyumlu bir plastikle kaplanmıştır.” dedi. “Çeyrekten küçük olan sistemin tamamının cerrahi olarak yerleştirilmesi hızlı ve kolay bir işlemdir.”

Rogers, “Bir cerrahın, nakil ameliyatından hemen sonra, hasta hala ameliyathanedeyken cihazı implante edebileceğini hayal ediyoruz” dedi. “Daha sonra ek prosedür gerektirmeden böbreği izleyebilir.”

Sıradaki ne?

Küçük hayvan denemelerinin başarısının ardından araştırmacılar şimdi sistemi daha büyük bir hayvan modelinde test ediyor. Rogers ve ekibi aynı zamanda madeni para büyüklüğündeki pili ömür boyu dayanacak şekilde yeniden şarj etmenin yollarını da değerlendiriyor.

Birincil çalışmalar böbrek nakilleri ile yürütülürken, araştırmacılar bunun karaciğer ve akciğerler dahil olmak üzere diğer organ nakilleri ve diğer hastalık modelleri için de işe yarayabileceğini varsayıyorlar.

“Böbrek nakli reddinin erken tespiti için implante edilebilir biyoelektronik sistemler” başlıklı çalışma, Ulusal Bilim Vakfı ve Alpha Omega Alpha Carolyn L. Kuckein Öğrenci Araştırma Bursu tarafından desteklendi.