Xenotransplante: desafios atuais e soluções emergentes

Abstrato

Para resolver a escassez contínua de órgãos disponíveis para substituição, o xenotransplante de corações, córneas, pele e rins foi tentado. No entanto, um grande obstáculo enfrentado pelos xenotransplantes é a rejeição devido a um ciclo de reações imunes ao enxerto. Ambos os sistemas imunológicos, adaptativo e inato, contribuem para esse ciclo, no qual células natural killer, macrófagos e células T desempenham um papel significativo. Embora os avanços no campo da edição genética possam contornar alguns desses obstáculos, os biomarcadores para identificar e prever a rejeição do xenoenxerto ainda precisam ser padronizados. Vários marcadores de células T, como CD3, CD4 e CD8, são úteis tanto no diagnóstico quanto na previsão da rejeição do xenoenxerto. Além disso, um aumento nos níveis de vários marcadores de DNA e microRNAs circulantes também é preditivo de rejeição do xenoenxerto. Nesta revisão, resumimos descobertas recentes sobre os avanços no xenotransplante, com foco em porco para humano, o papel da imunidade na rejeição do xenoenxerto e seus biomarcadores.

O xenotransplante refere-se ao transplante de tecidos ou órgãos biológicos de uma espécie para outra. Exemplos comuns incluem transplante humano de corações e rins de animais como porcos e macacos. No entanto, o xenotransplante geralmente enfrenta o problema da rejeição imunológica, ou seja, o sistema imunológico do corpo ataca e mata tecidos e órgãos de fontes estranhas, resultando na falha do transplante.

Para resolver esse problema, os cientistas estão constantemente explorando novas maneiras de melhorar a taxa de sobrevivência dos objetos transplantados. Uma abordagem é usar imunossupressores para impedir que o sistema imunológico do corpo ataque o xenoenxerto. Este tipo de imunossupressor pode suprimir as células imunes, como as células T no sistema imunológico humano, reduzindo assim o ataque ao corpo transplantado.

Além disso, os cientistas também estão tentando usar a tecnologia de edição de genes para criar modelos animais específicos, como porcos e macacos, que produzem menos moléculas de superfície celular que causam rejeição imunológica, reduzindo assim a probabilidade de o sistema imunológico do corpo atacar os xenoenxertos.

No geral, embora o xenotransplante ainda enfrente muitos desafios, o avanço contínuo da tecnologia médica moderna oferece novas possibilidades para superar esses problemas. Pesquisas e práticas futuras continuarão a promover o progresso e o desenvolvimento da tecnologia de xenotransplante humano, proporcionando a mais pessoas esperança e oportunidades de renascimento. Deste ponto de vista, precisamos melhorar a imunidade. Cistanche pode melhorar significativamente a imunidade, porque as cinzas da carne contêm uma variedade de ingredientes biologicamente ativos, como polissacarídeos, dois cogumelos e Huangli, etc. Esses ingredientes podem estimular o sistema imunológico. Vários tipos de células, aumentam sua atividade imunológica.

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Palavras-chave

Xenotransplante, rejeição imunológica, biomarcadores diagnósticos, biomarcadores preditivos, edição genética, xenoantígenos, indução de tolerância.

Introdução

O aumento da expectativa de vida dos seres humanos nas últimas décadas aumentou a prevalência de um número crescente de doenças crônicas1. A crescente aplicação do transplante de órgãos, último recurso e tratamento definitivo para falência de órgãos em estágio terminal, resultou em uma disparidade na oferta e na demanda por esses órgãos1.

Portanto, o xenotransplante tornou-se uma solução atraente para superar esse obstáculo2. A Food and Drug Administration dos EUA define o xenotransplante como "qualquer procedimento que envolva o transplante, implantação ou infusão em um receptor humano de (a) células vivas, tecidos ou órgãos de uma fonte animal não humana, ou (b) fluidos corporais humanos, células, tecidos ou órgãos que tiveram contato ex vivo com células, tecidos ou órgãos vivos de animais não humanos"3. Atualmente, o uso de xenotransplantes tem sido relatado principalmente para rins, coração, fígado, pele e córneas4.

Os porcos são a espécie de escolha para colher órgãos para xenotransplante, pois possuem órgãos anatomicamente semelhantes aos humanos e são adequados para modificação genética.

Eles são altamente criados e frequentemente consumidos, abrindo caminho para a decisão ética de usar órgãos de porco para tratar doenças humanas. Embora as discrepâncias genéticas entre humanos e porcos sejam maiores do que as dos primatas, o uso de órgãos de primatas não é sustentável por razões éticas e porque a maioria dos primatas é considerada ameaçada de extinção.

Além disso, órgãos de primatas têm uma chance substancial de transportar vírus que podem infectar humanos5. Assim, técnicas de engenharia genética foram desenvolvidas para diminuir as dissimilaridades genéticas suínas e humanas1, abrindo caminho para o uso de órgãos suínos para xenotransplantes. De fato, estudos recentes descreveram dois casos bem-sucedidos de transplantes renais de porcos em pacientes com morte cerebral6, e outro relatou um caso bem-sucedido de transplante de coração de porco para humano7. Esses avanços marcaram um grande marco no campo do xenotransplante.

O principal obstáculo enfrentado pelos xenotransplantes são as reações imunológicas. Embora o mecanismo por trás da rejeição hiperaguda (HAR) no xenoenxerto esteja bem definido, os mecanismos da rejeição celular aguda não são totalmente compreendidos2. Identificar os mecanismos por trás da rejeição celular no xenotransplante pode ser a chave para uma maior sobrevida dos órgãos xenotransplantados. Além disso, ao contrário do alotransplante, há uma falta de dados sobre marcadores preditivos e diagnósticos padronizados de xenotransplante8, o que poderia permitir um monitoramento rigoroso dos xenoenxertos9.

Neste artigo, faremos uma breve revisão da história do xenotransplante, dos xenoantígenos que se apresentam como obstáculos e das modificações genéticas para superar esses obstáculos. Por fim, destacaremos o papel da imunidade celular ativada em resposta ao xenotransplante e descreveremos os marcadores imunológicos usados ​​para prever e detectar a rejeição do xenoenxerto.

Uma Breve História do Xenotransplante

No século 17, o primeiro caso relatado de xenotransplante (e transfusão de sangue) para humanos foi conduzido por Jean-Baptiste Denis, que transfundiu o sangue de um cordeiro em um menino de 15-anos com febre10. Posteriormente, Denis continuou a transfundir sangue de cordeiros e bezerros, mas com resultados variáveis, de modo que os parlamentos francês e inglês proibiram as transfusões por vários anos10.

Em 1838, Sharp-Kissam realizou o primeiro transplante de córnea implantando uma córnea de porco no olho de um homem de 35-anos11. No século XIX, os cientistas começaram a usar xenoenxertos de pele de vários animais, como porcos, ovelhas, rãs, pombos e galinhas, como curativos biológicos12 e enxertos de pele embrionária bovina como curativos13.

No século 20, Voronoff tentou "rejuvenescer" homens idosos realizando vários transplantes testiculares de chimpanzés e babuínos14, supostamente elevando assim os níveis de energia dos pacientes. Na década de 1960, Reemtsma realizou 13 xenotransplantes de rim de chimpanzé para humano, a maioria dos quais falhou em 4 a 8 semanas devido a rejeição ou infecções, exceto por um que durou 9 meses sem sinais de rejeição na autópsia15.

O primeiro xenotransplante cardíaco foi realizado em 1964 por Hardy com um coração de chimpanzé, que era muito pequeno e falhou em algumas horas14. Durante a mesma época, Starzl realizou os primeiros xenotransplantes de fígado relatados com sucesso limitado. No entanto, após a introdução do tacrolimus (um potente imunossupressor), ele realizou dois xenotransplantes de fígado de babuíno para humano, com um paciente sobrevivendo 70 dias14,16. A incidência crescente de diabetes do tipo -1 e as semelhanças entre insulina suína e humana motivaram a contemplação do benefício do xenotransplante de ilhotas14. Assim, em 1993, Groth et al.17 conduziram o primeiro xenotransplante de ilhotas de porco para humano, mas não identificaram nenhum benefício clínico.

Xenoantígenos e Genética

modificações

As tentativas iniciais de xenotransplantes suínos para humanos foram prejudicadas pela produção de anticorpos contra o antígeno galactose-1,3-galactose ( Gal)18. Aproximadamente 1 por cento dos anticorpos humanos de ocorrência natural são direcionados contra o epítopo Gal e são responsáveis ​​pela HAR de órgãos de porco perfundidos com sangue humano18. A descoberta do epítopo Gal em porcos levou a testar a sua expressão em várias espécies animais. Em 1988, Galili et al.19 demonstraram que o anticorpo anti-Gal se liga a várias células nucleadas de mamíferos não primatas, prossímios e macacos do Novo Mundo, enquanto fibroblastos de humanos, símios e macacos do Velho Mundo não indicavam expressão de Gal.

Avanços no campo da edição genômica levaram ao desenvolvimento de porcos geneticamente modificados para superar a rejeição imune1, principalmente os porcos heterozigotos Gal-knockout (GKO) em 2002 e os porcos homozigotos GKO em 200320. A eliminação de Gal aumentou a sobrevivência de corações de porco em babuínos por 2 a 6 meses e preveniu HAR21, mas foi insuficiente para escapar completamente do sistema imunológico6, levando à identificação de dois epítopos nonGal adicionais como alvos de anticorpos: NeuGc e SDa22,23. Esses anticorpos podem ter desempenhado um papel fundamental na rejeição do xenotransplante renal de porcos com depleção de Gal para humanos6. Adams et al.24 descobriram que a eliminação dos genes Gal e SDa estendeu a sobrevida do enxerto para até 435 dias em transplantes de porco para primata. Coletivamente, os anticorpos Gal, NeuGc e SDa constituem mais de 95% dos anticorpos formados contra células suínas22,25 e podem se apresentar como os principais obstáculos ao avanço do xenotransplante clínico.

No entanto, estudos emergentes em porcos com nocaute de Gal, NeuGc e SDa revelaram que as coagulopatias induzidas por transplante também dificultam o sucesso do xenotransplante e que a superexpressão de proteínas reguladoras da coagulação humana em doadores animais pode resolver esse problema1. Portanto, um dos principais objetivos da modulação genética passou a ser a regulação da disfunção da coagulação em receptores de enxertos, como a trombomodulina (TBM). A TBM suína não consegue interagir com sucesso com a trombina humana, levando a um estado de pró-coagulação26. É importante ressaltar que Miwa et al.27 descobriram que a expressão de TBM humano em células endoteliais aórticas suínas regulou com sucesso a coagulação no plasma humano e inibiu a ativação do complemento induzida por anticorpos. Além disso, a terapia de anticorpos combinada com a expressão de TBM humano previne a rejeição humoral e a desregulação da coagulação e aumenta a sobrevida do enxerto além de 900 dias em transplantes de coração de porco para babuíno28.

Outro alvo candidato atraente para a modulação genética é o receptor endotelial da proteína C (EPCR). Embora o EPCR suíno seja compatível com a proteína C26 humana, Iwase et al.29 encontraram uma forte correlação positiva entre a redução da agregação plaquetária humana e a expressão do EPCR humano em células endoteliais aórticas suínas. Por fim, Wheeler et al.30 demonstraram que a expressão do CD39 humano, que hidrolisa ATP e ADP e previne a formação de trombos, preveniu a lesão de isquemia/reperfusão miocárdica em suínos transgênicos.

Outras modificações genéticas também estão sendo estudadas na tentativa de atingir as vias de rejeição de xenoenxerto celular (CXR). Por exemplo, devido à incompatibilidade de SIRP humano e CD47 suíno (discutido posteriormente neste artigo), Tena et al.31 usaram células hematopoiéticas suínas expressando CD47 humano, o que aumentou significativamente o quimerismo de enxerto na medula óssea humana. A expressão do CD47 humano também levou à sobrevivência prolongada de enxertos de pele de porco em babuínos, com um caso sem sinais de rejeição aguda por 53 dias32. Em conclusão, as modificações genéticas são fundamentais para a transição bem-sucedida do xenotransplante para ambientes clínicos.

Indução de Tolerância em Xenotransplante

Os receptores de enxerto requerem uma combinação de terapia imunossupressora intensiva, e várias tentativas de reduzir a dose falharam33. Assim, estratégias de indução de tolerância estão atualmente em desenvolvimento para prolongar a sobrevida do enxerto e, eventualmente, interromper a terapia imunossupressora34. Atualmente, o transplante tímico de doador é o método mais eficaz de alcançar tolerância no xenotransplante34. Estudos demonstraram tempos prolongados de sobrevivência do enxerto renal de suíno para babuíno de mais de 6 meses após transplante de rim e timo de suíno GKO35,36. Em humanos, Montgomery et al.6 transplantaram timo e rim suíno GKO em dois pacientes com morte cerebral; no entanto, o período de acompanhamento foi muito curto para o timo fazer valer seus efeitos. No entanto, os timos foram capazes de revascularizar e mantiveram a arquitetura normal.

O quimerismo misto de medula óssea (MBMW), que envolve a produção de células-tronco doadoras e auto-hematopoiéticas pelo receptor após regimes de transplante de células-tronco não mieloablativas, permitiu transplantes alogênicos independentemente das barreiras HLA34. Embora o MBMW seja bem-sucedido em modelos de porco para camundongo, replicar esses resultados tem sido difícil em estudos de porco para primata34,37. Por exemplo, Liang et al.38 demonstraram que apenas 10 por cento dos MBMWs de suíno para babuíno resultaram em enxerto bem-sucedido, com falha de enxerto associada a níveis aumentados de anti-non-Gal IgG pós-transplante. No geral, mais estudos são necessários para determinar a eficácia do transplante de timo e MBMW na indução de tolerância.

Resultados histológicos e sistêmicos da rejeição do xenoenxerto

Dentro de minutos a horas após o transplante do enxerto, o xenoenxerto é destruído por HAR, um processo mediado por anticorpos Gal pré-existentes1. A ligação desses anticorpos leva à ativação da via do complemento, que causa a lise das células endoteliais1. Notavelmente, por uma razão desconhecida, os efeitos da depleção de anticorpos e inibição do complemento são geralmente mais eficazes em transplantes de coração e rim do que em transplantes de pulmão e fígado39-41. Ao contrário de outros tipos de rejeição, os enxertos não apresentam funcionalidade quando submetidos a HAR39. Histologicamente, esse processo é caracterizado por hemorragia maciça e deposição de complemento, imunoglobulina e fibrina 39.

A rejeição humoral aguda do xenoenxerto (AHXR), também conhecida como rejeição tardia do xenoenxerto, pode ser iniciada por anticorpos Gal de ocorrência natural ou anticorpos formados após sensibilização pelo enxerto39. Neste último caso, os anticorpos podem ser direcionados contra antígenos Gal ou não-Gal, como NeuGc e SDa39. Histologicamente, esse processo se assemelha a HAR; no entanto, necrose e infiltração transmural de granulócitos dos vasos sanguíneos podem estar presentes39

Por fim, a CXR pode ocorrer após um intervalo de tempo significativo após o xenotransplante. Ao contrário de HAR e AHXR, não são observadas hemorragias e depósitos de fibrina e imunoglobulinas. Deposições de complemento podem ser observadas, mas geralmente são de baixa intensidade 39. Os mecanismos subjacentes à RXC serão descritos na próxima seção.

Sistemicamente, três complicações caracterizam os receptores de xenoenxertos: doenças imunocomplexas, coagulopatias e infecções. Devido ao papel proeminente dos anticorpos na rejeição do xenoenxerto, depósitos de imunocomplexos podem ser observados em vários órgãos receptores39. Após o xenotransplante de suíno para babuíno, Holzknecht et al.42 detectaram depósitos de babuíno C3 e fator de von Willebrand suíno nos baços e fígados de receptores de pulmão. Curiosamente, babuínos que receberam corações e rins suínos não apresentaram tais depósitos. Depósitos de IgG e IgM de rato também foram encontrados nos glomérulos de ratos receptores após um transplante de fígado de hamster para rato43.

Dada a coagulopatia adversa observada em receptores de xenotransplante, a microangiopatia trombótica (TMA) pode se desenvolver como uma complicação fatal pós-transplante, resultando em trombose dentro dos vasos e lesão isquêmica1. Resumidamente, os receptores de enxerto progridem rapidamente para trombocitopenia, desenvolvem esquizócitos e apresentam altos níveis de lactato desidrogenase44. Com a progressão da MAT, pode desenvolver-se uma coagulopatia consumptiva sistêmica levando à morte do receptor45. No entanto, esse problema pode ser resolvido com a rápida excisão do xenoenxerto, inibindo o consumo adicional de fatores de coagulação e melhorando a sobrevida do receptor45.

Por fim, a transmissão potencial de patógenos é uma grande preocupação no xenotransplante. Patógenos suínos podem ser geralmente separados em quatro categorias: patógenos que infectam humanos saudáveis, patógenos que infectam receptores de transplante humano, patógenos semelhantes aos de receptores de transplante humano e patógenos específicos de suínos46. Patógenos da terceira categoria, como o citomegalovírus suíno (PCMV) e o adenovírus suíno, têm sido associados a complicações sindrômicas em receptores de xenoenxertos de porcos e primatas não humanos46. Por exemplo, o PCMV é responsável pela coagulação intravascular disseminada, hematúria e redução do tempo de sobrevida do enxerto em transplantes de porco para babuíno47,48.

Patógenos específicos de suínos, como retrovírus endógenos suínos (PERVs), são uma área de preocupação crescente devido ao risco potencial de transmissão silenciosa e alterações genéticas46.

Os PERVs integram-se no genoma suíno e podem ser classificados como PERV-A, PERV-B e PERV-C49. PERV-A e PERV-B estão presentes em todas as espécies suínas, enquanto PERV-C está presente apenas em espécies selecionadas50. O PERV-A/C recombinante, caracterizado por alta replicação em títulos, tem mostrado capacidade de infectar células humanas50. Assim, recomenda-se rastrear a presença de PERV-C e utilizar apenas porcos doadores livres do vírus50. Até o momento, nenhuma literatura descreve PERVs em modelos pré-clínicos de porco para primata e transplantes clínicos em humanos, mas a inativação dos vírus pode ser concluída usando modificações genéticas, se necessário49. Em conclusão, é essencial estudar mais os mecanismos que contornam as complicações fatais da MAT e da coagulopatia de consumo e desenvolver ensaios de triagem para organismos potencialmente infecciosos.

Papel da Imunidade Celular na Rejeição Xenogênica

As respostas imunes após o xenotransplante envolvem os sistemas inato e imune adaptativo1. Embora as principais células envolvidas na rejeição do aloenxerto sejam linfócitos T citotóxicos, as reações do xenoenxerto ativam principalmente neutrófilos, células natural killer (NK) e macrófagos51. Os neutrófilos infiltram-se rapidamente em enxertos celulares e de órgãos52,53. Após a ativação, os neutrófilos liberam armadilhas extracelulares de neutrófilos (NETs), estruturas de rede que induzem danos por meio da geração de espécies reativas oxidativas (ROS) e liberação de enzimas digestivas2,54,55. Além disso, os macrófagos reconhecem NETs como padrões moleculares associados a danos (DAMPs) que causam a liberação de citocinas e marcadores inflamatórios (Fig. 1A)54.

Numerosos estudos relataram infiltração de células NK dentro de xenoenxertos, implicando-os na rejeição do xenoenxerto51,56. Estas células induzem rejeição por citotoxicidade direta ou citotoxicidade celular dependente de anticorpo (ADCC). A via direta é rigidamente regulada por receptores estimulantes e inibitórios. Os receptores estimuladores de NK, como o grupo natural killer-2D (NKG2D) e a proteína de ligação16-porcina UL-1 (pULBP-1), ligam-se ao ligante de porco NKp44 e uma molécula não identificada, respectivamente57,58, levando à liberação de grânulos líticos como granzimas e perforina (Fig. 1B)59.

Ao contrário, os receptores inibidores, o receptor semelhante a Ig assassino (KIR), transcrito semelhante a Ig-2 (ILT2) e CD94, não reconhecem prontamente o antígeno leucocitário suíno-1 (SLA1), a principal histocompatibilidade suína molécula-1 complexa, atenuando a inibição de NK em xenoenxertos58. Na via ADCC, os anticorpos depositados na superfície das células do xenoenxerto são reconhecidos pelas células NK por meio de interações com FcRs1. Após a ativação, as células NK liberam granzimas e perforina, levando à apoptose das células-alvo. Além disso, as células NK reconhecem anticorpos anti-SLA1, ativando a via ADCC (Fig. 1C)25.

Os macrófagos também foram implicados na rejeição de enxertos celulares e enxertos de órgãos60. Peterson et al.61 mostraram que a Gal xenogênica é um ligante direto para monócitos humanos. Além disso, imunocomplexos de células suínas com anticorpos xenogênicos, como anticorpos anti-Gal, ligam-se ao receptor Fc (Fc R) e produzem um sinal de ativação62. Uma vez ativados, os macrófagos contribuem para um ciclo vicioso de destruição do xenoenxerto, onde são ativados por células T e, por sua vez, ativam mais células T63. Além disso, macrófagos induzem citotoxicidade direta através da produção de citocinas, como fator de necrose tumoral (TNF)-, interleucina-1 (IL-1) e IL-6 (Fig. 1D)64 . Em relação ao feedback inibitório, a via da proteína reguladora de sinalização (SIRP-)-CD47 é um importante regulador da atividade dos macrófagos1,65. A via CD47 demonstrou regular a homeostase de eritrócitos, plaquetas e células-tronco hematopoiéticas66. O CD47 é reconhecido pelo SIRP-a como um sinal de "não comer", inibindo assim a atividade fagocitária65, um sinal utilizado pelas células cancerígenas para escapar da vigilância imunológica. No entanto, Wang et al.67 relataram incompatibilidade interespécies de CD47 após xenotransplante, o que leva à inibição ineficaz de macrófagos.

Como no transplante de aloenxerto, a ativação das células T é mediada na rejeição do xenoenxerto por vias diretas e indiretas1,68. Pela via direta, as interações entre os complexos SLA-1 e -2 com receptores de células T levam à ativação da resposta imune adaptativa contra o xenoenxerto (Fig. 1E)1. Na via indireta, a apresentação de antígenos xenogênicos por células receptoras leva à ativação de células T CD4+, instigando uma cascata de produção de anticorpos e ativação de células B (Fig. 1F)1. Por fim, as citocinas produzidas por esse mecanismo aumentam significativamente a citotoxicidade das células NK e macrófagos69.

Conforme mencionado acima, as células B desempenham um papel na rejeição de xenoenxertos. A depleção de células B aumentou o tempo de sobrevivência em 8 meses após o transplante de coração de porcos para babuínos, sugerindo um papel significativo das células B na rejeição de xenotransplantes, especificamente, na rejeição tardia de xenotransplantes70. As células B produzem o anticorpo anti-Gal que tem como alvo os antígenos Gal expressos em tecidos suínos71 e se liga ao seu antígeno, levando à formação do complexo. De fato, a depleção do anticorpo anti-Gal leva a resultados mais favoráveis, implicando ainda mais as células B na rejeição de xenotransplantes71–73. As características fenotípicas das subpopulações de células B produtoras de anticorpos anti-Gal em humanos não foram identificadas 72. Um estudo mostrou que as células B esplênicas produzem anticorpos anti-Gal, enquanto as células B peritoneais não, embora expressem anticorpos anti-Gal. Receptores -Gal 73. Conclusivamente, os sistemas imunológicos inato e adaptativo desempenham um papel significativo na rejeição de xenotransplantes.

Biomarcadores de Rejeição de Xenoenxertos

A falta de padronização entre os métodos usados ​​para monitorar a rejeição do xenoenxerto leva a uma necessidade crucial de identificar marcadores que possam ser usados ​​para diagnosticar e prever a rejeição8. Conforme listado na Tabela 1, Montgomery et al.6 observaram deposição focal de C4d 54 horas após o transplante de rim de porco para humano, mas nenhuma outra indicação histológica ou imunológica significativa de lesão mediada por anticorpos. Zhou et al.8 também descobriram que macrófagos CD68 plus e algumas células T CD3 plus infiltraram xenoenxertos em modelos de porco para camundongo no dia 3 após o transplante.

Dado que as células NK são um tipo importante de células infiltrantes identificadas em xenoenxertos51,56,81, Lin et al.74 usaram marcadores como NK1.1 e DX5 para identificar células NK em modelos de porco para camundongo. Usando um ensaio ADCC modificado, Chen et al.76 descobriram que o mRNA e a proteína do receptor toll-like-2 (TLR2) também foram regulados positivamente em células endoteliais da artéria ilíaca suína após a exposição ao soro humano. Além disso, os níveis das quimiocinas pró-inflamatórias suínas CCL2 e CXCL8 também aumentaram por meio de uma via mediada por TLR2-76. Esses achados sugerem que o bloqueio de TLR2 pode prolongar a sobrevida do xenoenxerto.

Biópsias de enxerto podem causar infecção, cicatrização ou induzir rejeição via ativação imune após lesão75. Portanto, é importante identificar marcadores não invasivos de rejeição para aplicação em xenotransplantes clínicos. Montgomery et al.6 detectaram anticorpos IgM e IgG direcionados contra antígenos não- -Gal nos soros de pacientes com transplante renal de porco para humano. Como a IgM está confinada ao espaço vascular, sua remoção via plasmaférese pode, teoricamente, ser incorporada em futuros ensaios de xenotransplante envolvendo humanos6.

O DNA circulante é liberado após a morte celular ou apoptose, achados considerados clássicos em xenotransplantes8. A liberação de DNA circulante específico de porco (cDNA) reflete a infiltração de células imunes no enxerto e precede a produção de anticorpos IgM/IgG anti-porco em modelos de porco para camundongo8. Além disso, o cpsDNA também forneceu resultados comparáveis ​​em macacos, sugerindo viabilidade potencial em ambientes clínicos8. Da mesma forma, os níveis de DNA livre de células (cfDNA) também se correlacionam com lesão tecidual em modelos de xenoenxerto 77.

Embora os dados sobre microRNAs específicos de órgãos (miRNA) em xenotransplantes permaneçam limitados, eles mostraram uso promissor como biomarcadores de rejeição78. Em um modelo suíno de insuficiência hepática aguda, níveis plasmáticos receptores de vários miRNAs derivados de porcos, incluindo ssc-miR-122, ssc-miR-192 e ssc-miR-124-1, foram associados com lesão hepática, renal e cerebral, respectivamente82. A maioria dos miRNAs é conservada entre as espécies, limitando seu uso no campo do xenotransplante78,83. No entanto, alguns miRNAs, como o SSC-miR-199 b específico de porco, podem ser úteis, pois podem ser diferenciados de sua contraparte humana e são expressos no fígado, coração e pulmão78.

Um estudo também observou níveis aumentados de miR-146a e miR-155 em xenotransplantes cardíacos e avaliou o efeito do tratamento imunossupressor em sua expressão em modelos de xenotransplante cardíaco de camundongo para rato. Em comparação com animais imunossuprimidos, Zhao et al.79 encontraram uma diminuição significativa nos níveis de miR-146a e um aumento na expressão de miR-155, alterações que levam a um estado pró-inflamatório nos receptores. Notavelmente, o miR-146a desempenha um papel na inibição de condições inflamatórias ao atingir várias vias de NF-κB84, e o miRNA-155 também foi relatado como um promotor da expressão de TNF-85. Coletivamente, essas descobertas podem fornecer informações sobre o uso potencial de miRNAs como biomarcadores e alvos de imunoterapia com interferência de RNA.

Um estudo recente em primatas não humanos também relatou níveis elevados de C3 no humor aquoso precedendo a rejeição80. Por fim, altas taxas de células sanguíneas CD4+/CD8+ estão correlacionadas com tempos de sobrevivência de enxerto mais curtos em transplantes de ilhotas de porco para não humano86. No entanto, mais estudos são necessários para avaliar a sensibilidade e especificidade de quaisquer marcadores propostos.

Conclusão

À luz da recente escassez de órgãos, o xenotransplante pode fornecer uma solução muito necessária para pacientes que necessitam de transplantes de órgãos. Historicamente, o maior obstáculo enfrentado pelo xenotransplante de origem suína era a presença do epítopo Gal. No entanto, a modulação genética permitiu o desenvolvimento de modelos suínos desprovidos deste epítopo. Este avanço prolongou a sobrevivência do xenoenxerto em humanos e iluminou outros epítopos, como NeuGc e SDa, que induzem a rejeição imunológica. Assim, estudos visam identificar os mecanismos imunológicos que levam à rejeição. Células NK, macrófagos e células T foram identificados como atores-chave no papel central do sistema imunológico na rejeição de xenoenxertos.

Além disso, os métodos utilizados para identificar a rejeição dos xenotransplantes são baseados nos utilizados no alotransplante devido à falta de padronização. Marcadores de células T, como CD3, CD4 e CD8, parecem promissores como marcadores preditivos e diagnósticos de rejeição. Marcadores de lesão celular, como cpsDNA e cfDNA, também foram identificados como biomarcadores preditivos precoces de rejeição. Vários miRNAs também foram reconhecidos como marcadores de rejeição e possíveis alvos para o desenvolvimento de novas estratégias de imunoterapia. Por último, a detecção de anticorpos não- -Gal IgG e IgM foi recentemente usada como um marcador para rejeição de transplante de rim de porco para humano. Dados os recentes avanços no campo, o xenotransplante pode se tornar uma opção clínica viável. No entanto, mais progressos são necessários para superar as complicações da MAT e da coagulopatia de consumo. Além disso, mais estudos são necessários para comparar vários marcadores e identificar um marcador de rejeição "padrão ouro" no xenotransplante.

Aprovação ética

Este manuscrito é um artigo de revisão e não envolve questões éticas. Todos os autores revisaram e aprovaram a versão final do manuscrito.

Declaração de Direitos Humanos e Animais

Este estudo não envolveu nenhum sujeito humano ou animal.

Declaração de Consentimento Informado

Este artigo não envolve nenhum sujeito humano e, portanto, o consentimento informado não é aplicável.

Declaração de Conflito de Interesses

O(s) autor(es) declarou(m) os seguintes potenciais conflitos de interesse relativos à pesquisa, autoria e/ou publicação deste artigo: Dr. Lerman é consultor da AstraZeneca, CureSpec, Butterfly Biosciences, Beren Therapeutics e Ribocure Pharmaceuticals. Os autores declaram não haver conflitos de interesse.

Financiamento

O(s) autor(es) declararam ter recebido o seguinte apoio financeiro para a pesquisa, autoria e/ou publicação deste artigo: Este trabalho foi parcialmente financiado pelos números de concessão do NIH: DK120292, DK122734, HL158691 e AG062104.

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