Cartografierea moleculară descoperă programe celulare ascunse în respingerea transplantului cardiac
Un nou studiu care analizează expresia genelor în timpul respingerii transplantului de inimă reprezintă un progres pentru abordările medicinei precise în tratarea respingerii organelor.
În 2025, o intervenție chirurgicală de transplant de inimă a avut loc la Vanderbilt Health. Până la 40% dintre pacienții care primesc un transplant experimentează respingerea în termen de un an. Studiul recent cartografiază expresia genelor în timpul respingerii acute a transplantului de inimă și a tratamentului.
O echipă de cercetători de la Vanderbilt Health și de la Translational Genomics Research Institute (TGen) a utilizat transcriptomica spațială bazată pe imagini pentru a caracteriza respingerea acută și răspunsul la terapiile imunomodulatoare în urma transplantului de inimă. Studiul, publicat pe 10 august în Nature Cardiovascular Research, a corelat modelele de expresie genică specifice celulelor cu dezvoltarea vasculopatiei allograftului cardiac (CAV), o formă de respingere cronică care limitează supraviețuirea pe termen lung.
„Constatările noastre elucidă dinamica celulară în timpul respingerii transplantului de inimă și oferă o resursă unică pentru a ghida studiile viitoare asupra diagnosticului respingerii acute, predicției răspunsului terapeutic și stratificării riscurilor pentru dezvoltarea CAV”, a declarat Kaushik Amancherla, MD, MSCI, Co-autor principal al studiului și Profesor Asistent de Medicină la Vanderbilt Health.
Rejeția transplantului de organe solide apare atunci când sistemul imunitar al receptorului atacă organul transplantat. Aceasta este frecventă; până la 40% dintre pacienții care primesc un transplant experimentează respingerea în termen de un an, ceea ce poate duce la eșecul pe termen lung al organului transplantat și la deces. Diagnosticul respingerii acute și al răspunsului său la terapie se bazează pe biopsie și analiza histologiei tisulare. După transplantul de inimă, se efectuează biopsii endomiocardice de rutină pentru supravegherea histologică a respingerii.
„Observăm o variabilitate substanțială în gradele histologice ale respingerii, ceea ce influențează precizia terapiilor noastre imunodepresive, cu potențialul de suprastimulare sau subestimulare, având consecințe clinice ulterioare”, a afirmat Ravi Shah, MD, Profesor de Medicină Cardiovasculară la Vanderbilt Health și co-autor senior al studiului. „Am examinat direct fenotipurile moleculare în țesuturi în timpul respingerii și terapiei anti-rejectie după transplantul de inimă pentru a începe să înțelegem această heterogenitate. A fost un efort multidisciplinar real, cu colaboratori din întreaga Vanderbilt Health și TGen, inclusiv secția noastră de medicină de transplant.”
Cercetătorii au utilizat transcriptomica spațială, o tehnologie care cartografiază expresia genelor într-un țesut cu rezoluție subcelulară, pentru a analiza mostrele de biopsie endomiocardică din 49 de adulți și 13 copii care au primit transplanturi de inimă. Biopsiile au fost colectate de la aceiași pacienți în timpul respingerii acute și după o gamă de terapii imunomodulatoare. Principalele constatări ale studiului sunt:
Tipuri celulare diverse sunt implicate în respingerea acută și răspunsul la imunomodulare.
Există o substanțială heterogenitate moleculară, care nu este evidentă doar prin histologie, în întreaga tipuri de respingere și în cadrul acelorași grade de respingere.
Biopsiile de respingere de bază de la pacienții care răspund la terapiile imunomodulatoare au profile transcriptomice distincte comparativ cu biopsiile de la pacienții care nu răspund.
Modelele de expresie genică specifice celulelor sunt asociate cu CAV, iar aceste gene sunt exprimate în mostrele de la pacienții cu CAV în stadiu final care necesită un nou transplant de inimă.
„Heterogenitatea moleculară ar putea ajuta la explicarea spectrului de prezentări clinice – de la lipsa completă a simptomelor până la șoc cardiogenic – pentru același grad histologic de respingere, și de ce unii pacienți au o rezolvare cu intervenții minime în timp ce alții necesită terapii mai intensive”, a spus Nicholas Banovich, PhD, Vicepreședinte al Dezvoltării Științifice și Profesor la TGen și co-autor senior al studiului. „Ne așteptăm ca datele generate prin abordări precum a noastră să informeze descoperirea biomarkerilor timpurii și a medicamentelor pentru a prelungi semnificativ supraviețuirea organelor transplantate.”
Mostrele de biopsie endomiocardică au fost obținute de la pacienți adulți și pediatrici care au primit transplanturi de inimă la Vanderbilt Health, în cadrul supravegherii de rutină sau pentru biopsii endomiocardice efectuate cu motiv între decembrie 2017 și ianuarie 2023. Centrul de Transplant Vanderbilt, numărul 1 în SUA după volum pentru transplanturile de organe solide, a stabilit un record mondial pentru numărul de transplanturi de inimă efectuate în 2024 și a depășit propriul record în 2025.
