Demi Lee Brennan cosa è cambiato dopo il trapianto. Il sangue umano può modificare il fattore Rh

Innanzitutto, ogni persona in attesa di un trapianto d’organo viene abbinata a un donatore compatibile con lo stesso tipo di antigene leucocitario umano (HLA). Questi antigeni “dicono” al sistema immunitario che questo organo è “nostro” e non deve essere attaccato. Una mancata corrispondenza del complesso di istocompatibilità (HLA) provoca una risposta immunitaria molto forte e l'innesto muore davanti ai nostri occhi. Tuttavia, i cosiddetti antigeni leucocitari, sebbene siano i principali, non sono le uniche proteine ​​che cedono “estranee”, quindi la selezione di un donatore in base ad essi non esclude una reazione di rigetto del trapianto.

Pertanto, in secondo luogo, dopo un trapianto d'organo, al ricevente vengono prescritti farmaci immunosoppressori che sopprimono quella parte del sistema immunitario responsabile dell'attacco ai tessuti "estranei". Tuttavia, questi farmaci non possono agire in modo selettivo solo su quella parte del sistema immunitario che deve essere disattivata per preservare l’organo trapiantato. La loro assunzione sopprime altri elementi vitali necessario per una persona funzioni del sistema immunitario. Pertanto, la soppressione immunitaria è spesso accompagnata da gravi effetti collaterali, come lo sviluppo di infezioni gravi, tumore maligno(il rischio di sviluppare il cancro aumenta in modo significativo), post-trapianto diabete mellito, ipertensione e malattie cardiache. A volte, nonostante tutti i tentativi di sopprimere il sistema immunitario, l'organo del donatore viene comunque rifiutato e la persona si ritrova di nuovo in uno stato tra la vita e la morte. Questo stato di cose ha costretto a lungo i trapianti a cercare fondamentalmente nuovi, metodi sicuri prevenzione del rigetto del trapianto.

In un esperimento su topi, maiali e scimmie, l'americano David Sachs ha scoperto che se gli organi di un donatore vengono trapiantati insieme alle cellule staminali del sangue, allora certe condizioni Si può formare un sistema immunitario chimerico e l'organo trapiantato non viene percepito come estraneo e quindi non viene rifiutato nel tempo.

Chimera - in biologia - un organismo costituito da ereditarietà varie cellule o tessuti. Le chimere possono essere prodotte artificialmente attraverso trapianti di tessuti negli animali o innesti nelle piante.

Sachs ha prima soppresso il sistema immunitario dell'animale ricevente con la chemioterapia e le radiazioni. Quindi ha iniettato le cellule del donatore per via endovenosa midollo osseo e ha avuto un trapianto di rene. Quando il midollo osseo è stato ripristinato, ciò è stato accompagnato da una normalizzazione del quadro sanguigno, che ha rivelato una miscela di cellule T di entrambi gli animali: donatore e ricevente. Sachs è stato in grado di dimostrare che un animale ricevente ha ricevuto un organo da un animale donatore e contemporaneamente ha trapiantato cellule staminali del midollo osseo, il rene trapiantato ha funzionato normalmente durante il periodo di osservazione, per molti anni, e non ha richiesto alcun farmaco.

Il primo babbuino a vivere per più di 10 anni con un rene estraneo senza immunosoppressione

"Non sappiamo cosa farne", dice Sachs. "Paghiamo il suo mantenimento, è normale e non gli succede nulla!"

Per salvare l’organo trapiantato dal rigetto da parte del sistema immunitario del ricevente e allo stesso tempo evitare una vita pericolosa terapia immunosoppressiva, che riduce significativamente l'aspettativa di vita delle persone con organi estranei, è il Santo Graal in trapiantologia.

Demi-Lee Brennan (c) con il dottor Stephen Alexander e il dottor Stuart Dorney (da sinistra a destra) al Westmead Hospital di Sydney, ricevente di trapianto di fegato

Demi Leigh Brennan (a destra) con sua sorella

Nel 2003, la bambina australiana Demi-Lee Brennan, nove anni, soffrì di un'epatite fulminante che le distrusse il fegato. La ragazza è stata salvata; è stato trovato rapidamente un donatore di fegato adatto. Il donatore era un ragazzo di 12 anni morto in un incidente stradale. Dopo il trapianto e l'inizio della terapia immunosoppressiva, Demi Lee è stata infettata dal citomegalovirus e l'infezione ha ulteriormente indebolito la sua immunità. Infezione virale riuscì a guarire, ma dopo ulteriori esami furono scoperti cambiamenti insoliti nel corpo di Demi Lee. Innanzitutto, il suo fattore Rh è cambiato da negativo a positivo. Fattore Rh positivo era con un ragazzo donatore.
Il fattore Rh è un antigene proteico presente nei globuli rossi dell'85% degli esseri umani, nonché nella scimmia Macacus rhesus (da cui il nome). Questo antigene immunogenico D del fattore Rh viene utilizzato per determinare uno dei 29 sistemi di gruppi sanguigni.

In secondo luogo, si è scoperto che quasi tutti i leucociti del sangue della ragazza hanno un genotipo maschile. Secondo i medici del Sydney Children's Hospital Westmead, ciò che è accaduto si spiega con il fatto che le cellule staminali del sangue, contenute in piccole quantità nel fegato del donatore del ragazzo, hanno quasi completamente sostituito le cellule ematopoietiche di Demi Lee nel suo midollo osseo.
Di conseguenza, insieme al fegato, la ragazza ha effettivamente ricevuto il sangue e il sistema immunitario del donatore. Si è scoperto che questi cambiamenti hanno eliminato la necessità di assumere farmaci immunosoppressori tossici per prevenire il rigetto del fegato del donatore. Demi Lee, che ha recentemente compiuto 20 anni, vive felicemente senza farmaci. Questo caso unico per il trapianto di fegato.

Professor David Sachs, Direttore del Transplantation Biology Research Center presso il Massachusetts General Hospital e Professore di Chirurgia e Immunologia presso la Harvard Medical School di Boston (Massachusetts, USA)

Nel 1998, Sachs ha ricevuto l'approvazione da parte delle autorità di regolamentazione federali degli Stati Uniti per condurre test clinici per il trapianto di rene in pazienti con grave insufficienza renale da parenti stretti compatibili con il complesso di istocompatibilità. Tutti e 6 i pazienti hanno ricevuto trapianti di rene insieme al midollo osseo del donatore. In tutti e 6 i casi, gli organi hanno messo radici e col tempo i pazienti hanno smesso di assumere farmaci che sopprimono il sistema immunitario. I dati sperimentali di Sachs sono stati pienamente confermati in clinica.

Il professor Sachs ha deciso di realizzare alcuni dei progetti più ambiziosi ricerca medica nella trapiantologia globale. È stato formato un gruppo di 5 pazienti con insufficienza renale e si è deciso di ricevere trapianti di rene da donatori che non corrispondevano al complesso di istocompatibilità. Ad oggi, 4 persone di questo gruppo vivono senza assumere immunosoppressori da 8 anni. Tuttavia, molti esperti considerano questa tecnica estremamente scomoda per l’uso di massa a causa delle difficoltà tecniche, dei costi elevati e del rischio di complicanze. E solo i pazienti più resistenti possono sopportarlo. La chemioterapia e le radiazioni che precedono il trapianto sono pericolose. Queste procedure svolgono un ruolo chiave nell’”indurre tolleranza” all’organo trapiantato. Nell'approccio di Sachs, i pazienti iniziano a ricevere la chemioterapia a basso dosaggio cinque giorni prima di un trapianto di rene per uccidere alcune delle loro cellule del midollo osseo e fare spazio alle cellule del midollo osseo del donatore. Anche i pazienti ricevono farmaci speciali ed esposizione alle radiazioni Timo per eliminare le cellule T del sistema immunitario, che sono note per attaccare solitamente qualsiasi tessuto estraneo.

Lo stesso giorno viene trapiantato il rene e le cellule del midollo osseo del donatore vengono iniettate per via endovenosa. Il midollo osseo trapiantato dal donatore viene mescolato con il midollo osseo del ricevente, creando una condizione temporanea chiamata chimerismo misto. Dopo l’intervento chirurgico, il sistema immunitario è ancora in un periodo di adattamento e i medici somministrano ai pazienti farmaci per sopprimere il sistema immunitario, la cui dose viene gradualmente ridotta. La maggior parte dei pazienti ha interrotto l’assunzione di farmaci immunosoppressori entro il nono mese dopo il trapianto di rene.

È sorprendente cosa c'è nei corpi di questi pazienti. cellule immunitarie Non sono stati sviluppati ulteriori donatori. Gli scienziati non sanno ancora con certezza perché non rifiutano i loro nuovi organi.

Nel 2002, l'americana Jennifer Searle è diventata la prima persona al mondo il cui sistema immunitario è stato modificato: attraverso la chimerizzazione del sistema sanguigno, è stata raggiunta la tolleranza a un rene trapiantato che non corrispondeva al complesso di istocompatibilità. La combinazione del trapianto di rene e del trapianto di midollo osseo da donatore ha permesso di eliminare l'uso di qualsiasi farmaco immunosoppressore. Sebbene la procedura sia considerata rischiosa, era l'unica opzione per la sopravvivenza di Searle.

Nel 2002, Jennifer Searle è diventata la prima persona al mondo a subire un trapianto di organi funzionante senza la necessità di assumere farmaci immunosoppressori (a sinistra c'è il trapiantologo di Jennifer Searle Tatsuo Kawai, MD)

Primo trapianto rene donatoreè stato condotto da Jennifer Searle all'età di 13 anni. Quando la ragazza aveva 12 anni, sua madre ricevette risultati scioccanti dei test. Si è scoperto che i reni della ragazza funzionavano solo al 15%. Il padre di Jennifer è diventato il donatore del rene. Dopo l'operazione, la ragazza ha assunto circa 20 compresse al giorno, volte a prevenire il rigetto dell'organo trapiantato, ma effetti collaterali Tale terapia creò un vero caos nel suo corpo. Cominciò a perdere la vista a causa della cataratta, sviluppò osteoporosi, perdita di memoria, grave gonfiore del viso e cominciò ad avere un eccessivo crescita rapida peluria. Tutto ciò non solo metteva a rischio la sua salute, ma era anche triste per l'adolescente. La sofferenza più grande è stata causata dalle verruche virali, che ricoprivano la pelle delle gambe ed erano molto dolorose. Gamba destra era tutta ricoperta di verruche. I dermatologi non avevano mai visto nulla di simile prima. Hanno usato il laser per bruciarle, ma non appena la pelle è guarita dopo l'ustione del laser di 2°-3° grado, le verruche hanno continuato a crescere. I medici dovettero ridurre la dose dei farmaci e, a causa del rigetto cronico, il rene trapiantato morì. Divenne chiaro che Jennifer aveva bisogno dell’impensabile: un trapianto di rene che avrebbe funzionato senza farmaci immunosoppressori.

Nell'autunno del 2002, Jennifer è stata sottoposta a chemioterapia e radiazioni locali al timo per sopprimere temporaneamente il suo sistema immunitario. Dopo la dialisi per assicurarsi che tutta la chemioterapia fosse eliminata dal suo sistema, Cosimi e Kawai trapiantarono a Searle il midollo osseo di sua madre e uno dei suoi reni in un'unica operazione. Ha poi trascorso due settimane in un reparto di isolamento sterilizzato mentre aspettava che il suo nuovo sistema immunitario si riprendesse.

Nel giro di una settimana il trapianto cominciò a dare i suoi frutti. L'emocromo di Searle è tornato alla normalità, indicando che il suo nuovo sistema immunitario funzionava ed è stata rilasciata dall'isolamento. Un mese dopo l'intervento chirurgico, le è stato somministrato un lieve farmaco immunosoppressore, che è stato ridotto gradualmente in un periodo di 6 mesi. Nel giro di pochi mesi si riprese completamente dal trattamento e conseguì un master in biblioteconomia. Si è allenata regolarmente per un anno e due anni dopo è stata in grado di correre una mezza maratona di 13 miglia. "Mi sono sentito benissimo", dice Searle. Ha completato la sua seconda mezza maratona a maggio e ha iniziato a nuotare e andare in bicicletta per competere nel triathlon. Negli ultimi tre anni, Searle si è formato come specialista in comunicazione sanitaria.

Samuel Strober, MD Professore di Medicina, Divisione di Immunologia e Reumatologia, Scuola di Medicina dell'Università di Stanford. Samuel Strober ha trascorso 25 anni alla ricerca di un modo per preservare gli organi trapiantati senza farmaci immunosoppressori tossici.

John Scandling, Professore, Clinica di trapianto di rene, Stanford Medical School

Sotto la guida di John Scandling, gli specialisti della Stanford University School of Medicine hanno ottenuto risultati positivi nel trattamento di Larry Kowalski, che ha ricevuto un trapianto di rene da suo fratello. I reni degli uomini si sono rivelati compatibili. Per ridurre al minimo il rischio di rigetto renale, gli scienziati hanno soppresso il sistema immunitario di Larry attraverso radiazioni e iniezioni di anticorpi. Inoltre, gli sono state trasfuse cellule T regolatorie del sangue di suo fratello, che agiscono come “pacificatori” del sistema immunitario e prevengono il rigetto di un organo estraneo.

Larry Kowalski

Per sei mesi dopo il trapianto di rene, Kowalski ha dovuto assumere farmaci immunosoppressori, ma poi sono stati completamente interrotti. Diversi anni dopo aver interrotto i farmaci, l'uomo si sente benissimo. Larry non solo è riuscito ad aprire quattro ristoranti in California, ma ha anche imparato a padroneggiare il ciclismo, lo snowboard e le immersioni. Va regolarmente in palestra ed è persino diventato padre di una bambina che ha già 3 anni. Test genetico ha identificato la presenza di cellule del sistema immunitario di suo fratello che circolavano nel sangue di Larry anni dopo il trapianto di rene.

Anche i ricercatori dell'Università di Stanford in California, guidati da Samuel Strober, hanno deciso di utilizzare il sistema immunitario del donatore per “allenare” l'immunità del paziente, ma hanno preso una strada diversa.

All'inizio si è svolto tutto come al solito: sono stati selezionati i donatori, è stato eseguito un trapianto e sono stati prescritti due immunosoppressori tradizionali come la ciclosporina. Ma il trattamento non si è fermato qui. Poco dopo l’intervento chirurgico, i ricercatori hanno iniziato a trattare i linfonodi, la milza e le ghiandole del timo dei pazienti con radiazioni di moderata intensità per indebolire temporaneamente (ma non sopprimere completamente) il loro sistema immunitario. Inoltre, ai volontari sono stati iniettati antigeni contro la principale popolazione di cellule immunitarie responsabili del rigetto del trapianto: linfociti T-helper indifferenziati (cellule Th0).

Circa 10 giorni dopo il trapianto, gli scienziati hanno iniettato ai pazienti globuli bianchi di donatori, comprese le cellule ematopoietiche CD34+ che possono moltiplicarsi e diventare parte del sistema immunitario del ricevente. Successivamente, le cellule del donatore impediscono gli attacchi immunitari all'organo trapiantato attraverso il processo di selezione negativa - la distruzione dei linfociti citotossici che reagiscono agli antigeni del corpo.
Durante questo processo, la ghiandola del timo “mostra” gli antigeni del “suo” tessuto ai linfociti T maturi, e il tessuto è considerato “suo” se è considerato tale da un numero sufficiente di cellule immunitarie. I linfociti pronti ad attaccare il proprio corpo vengono così scartati.

Poiché le cellule del donatore e la loro prole, che sono diventate parte del sistema immunitario, considerano il rene trapiantato “loro”, la ghiandola del timo del paziente inizia a fare lo stesso e distrugge i linfociti T pronti ad attaccare l’organo.

I ricercatori hanno monitorato questo processo attraverso esami del sangue, monitoraggio corretta interazione sistema immunitario del donatore e del ricevente, nonché l'assenza di segni di rigetto renale. Un mese dopo l'introduzione delle cellule del donatore, ai pazienti è stato sospeso uno dei farmaci immunosoppressori. Il secondo è stato sospeso dopo sei mesi.

Come risultato del trattamento sperimentale, in 8 volontari su 12 è stata eliminata la necessità di assumere immunosoppressori: erano rimasti senza farmaci per 3 anni (un paziente è morto nel terzo anno dopo l'intervento chirurgico per infarto miocardico non correlato al trapianto e successivo trattamento). I restanti 4 partecipanti all'esperimento continuano a ricevere la terapia immunosoppressiva. "Non soddisfano ancora tutti i nostri rigorosi criteri per il ritiro dei farmaci", ha spiegato Strober. Tuttavia, il monitoraggio di questi volontari continua: i ricercatori non perdono la speranza di togliere loro i farmaci.

La tecnica messa a punto da Strober è molto meno traumatica e comporta meno rischi rispetto al trapianto di midollo osseo proposto da Sachs. Inoltre, l'efficacia di questi metodi nell'esperimento, come ha ammesso il ricercatore di Boston, è quasi la stessa.

Ciò che la tecnica di Strober è ancora inferiore è che il trattamento sperimentale è stato effettuato con la selezione dei donatori in base all'HLA. La sua efficacia in caso di incompatibilità dei sistemi di compatibilità tissutale deve ancora essere dimostrata. Finora, tale “allenamento” a lungo termine del sistema immunitario del ricevente risolve solo il problema della necessità di una terapia immunosoppressiva rischiosa e costosa, che di per sé è già molto. Con il successo di studi clinici più ampi, ciò è avvenuto buone possibilità diventare un nuovo standard di cura per i pazienti che hanno subito un trapianto di rene (e in futuro, possibilmente di altri organi).

Una modifica della tecnica per prevenire il rigetto di organi da donatori incompatibili è stata proposta da un gruppo di specialisti guidati da Joseph Leventhal del Northeastern Memorial Hospital di Chicago.

Leventhal e i suoi colleghi hanno reclutato 8 pazienti sottoposti a trapianto di rene per partecipare allo studio. Allo stesso tempo, gli organi donatori non erano adatti ai riceventi in termini di parametri immunologici (antigeni di istocompatibilità). Insieme ai reni, ai partecipanti allo studio sono state trapiantate cellule staminali emopoietiche prelevate da donatori, da cui si formano tutti i tipi di cellule del sangue, comprese quelle immunitarie. In questo modo gli scienziati intendevano modificare il sistema immunitario dei riceventi e prevenire il rigetto dei reni trapiantati. Secondo i risultati dello studio, 5 pazienti su 8 sono stati in grado di interrompere l'assunzione di farmaci per prevenire il rigetto entro un anno dal trapianto.

Suzanne T. Ildstad, MD Direttore dell'Istituto di Terapia Cellulare, Professore di Trapianti, Professore di Chirurgia.

In uno studio condotto da Suzanne Ildstad e dal suo team presso l'Istituto per la terapia cellulare di Louisville, nel Kentucky, oltre ai reni, gli scienziati hanno anche trapiantato il midollo osseo del donatore nei riceventi per evitare il rigetto dell'organo.

Durante l'esperimento, prima del trapianto di tessuti e organi, il sistema immunitario dei riceventi veniva soppresso radioterapia e chemioterapia. Poiché il midollo osseo del donatore produce cellule immunitarie, il trapianto fa sì che il sistema immunitario del donatore si mescoli con il sistema immunitario del ricevente per un certo periodo. Dei 10 pazienti che hanno ricevuto trapianti di rene e midollo osseo da donatori geneticamente incompatibili, 7 sono stati in grado di interrompere completamente l'assunzione di immunosoppressori. La sostituzione completa del sistema immunitario del ricevente con il sistema immunitario del donatore potrebbe creare tolleranza a lungo termine, ma ciò comporta il rischio di malattia del trapianto contro l’ospite (GVHD). Una nuova ricerca ha suggerito un modo per ridurre al minimo il rischio di GVHD.

Suzanne Ildstad e il suo team hanno estratto cellule di midollo osseo da donatori di rene. Dalla miscela di cellule estratta, sono state poi rimosse le cellule che gli scienziati ritenevano avessero maggiori probabilità di causare la condizione GVHD. In questo modo si sono create le condizioni per aumentare la sensibilità del sistema immunitario del ricevente al nuovo organo. Una miscela di cellule del donatore è stata iniettata nei riceventi con il sistema immunitario soppresso il giorno dopo un trapianto di rene. L'esperimento si è concluso con l'assorbimento quasi completo del sistema immunitario del ricevente da parte del sistema immunitario del donatore. Tuttavia, il nuovo sistema immunitario non ha attaccato il corpo del ricevente e il corpo del paziente non ha rigettato l’organo trapiantato. Degli 8 pazienti, 5 avevano completamente sospeso i farmaci immunosoppressori senza evidenza di GVHD per un anno e i loro reni hanno continuato a funzionare normalmente per 18 mesi.

Ildstad osserva che la terapia aumenta il numero di cellule T regolatorie, che sembrano mantenere l’equilibrio nel sistema immunitario. Uno dei responsabili di questo progetto, il chirurgo Tatsuo Kawai del Massachusetts General Hospital di Boston, ha parlato dei risultati della ricerca: “I risultati, se confermati in studi successivi, potrebbero essere rivoluzionari. Tuttavia, sostituire il sistema immunitario del ricevente è un passo radicale. Anche se non è stata osservata alcuna condizione di GVHD durante il periodo di studio, potrebbe svilupparsi in futuro." Inoltre Kawai afferma che sarà difficile per altri scienziati riprodurre i risultati di questi studi perché la miscela cellulare per il trapianto nel ricevente è brevettata e il metodo per la sua creazione non è completamente descritto nell'articolo.

Pertanto, c’è ancora molto lavoro da fare in quest’area, compresa la raccolta e l’analisi delle osservazioni dei pazienti su più di lungo periodo tempo. Ma possiamo già dire che i risultati ottenuti sono molto promettenti.