Forscher der Chengdu Clonorgan Biotechnology und des Xijing-Krankenhauses in Xi’an, China, haben erstmals Einzelzell- und räumliche Transkriptomtechniken genutzt, um die Immunreaktionen eines hirntoten menschlichen Empfängers einer Schweineleber zu analysieren. Die in Nature Medicine veröffentlichte Studie liefert neue Einblicke in die Interaktion des menschlichen Immunsystems mit xenogenem Gewebe und identifiziert potenzielle Ansatzpunkte für zukünftige Xenotransplantationen, um die Spenderorganlücke zu schließen.
Über zehn Tage untersuchte das Team die Funktion der gentechnisch veränderten Schweineleber, die keine akute Abstoßung zeigte, Galle produzierte und stabile Leberenzymwerte aufwies. Einzelzell-RNA-Sequenzierung (scRNA-seq) von Blutzellen und räumliche RNA-Sequenzierung der Leber zeigten eine komplexe Immunlandschaft. Während T-Zellen im Blut zunehmend aktiv waren, dominierten in der Leber γδT-Zellen, eine seltene Untergruppe, die Antigene direkt erkennt. Ihr Anstieg, gepaart mit erschöpften T-Zellen, deutet auf eine gedämpfte adaptive Immunantwort hin, möglicherweise durch Immunsuppression und die Xenotransplantation bedingt. CD4+-Helfer-T-Zellen fehlten in der Leber, stattdessen waren zytotoxische CD8+-T-Zellen präsent, wobei die periphere Aktivierung die Leberinfiltration übertraf.
In den frühen Tagen nach der Transplantation waren Thrombospondin-1-exprimierende (THBS1+) Monozyten in Lebergefäßen und Blut dominant, die mit Blutplättchen interagierten und Gerinnungsstörungen wie thrombotische Mikroangiopathie fördern könnten. Später traten C1QC+-Monozyten auf, die PD-L1 exprimieren und Entzündungen regulieren. Diese könnten T-Zell-Erschöpfung fördern, was Toleranzmechanismen andeutet, aber weitere Forschung erfordert.
Die Studie zeigt die zweischneidige Rolle der angeborenen Immunität: Monozyten könnten Abstoßung unterdrücken, aber Gerinnungsprobleme verschärfen. Der Anstieg von γδT-Zellen und das Fehlen von CD4+-T-Zellen deuten auf einzigartige Immunmuster hin, die von Allotransplantationen abweichen. PD-L1-exprimierende Monozyten könnten Toleranz fördern oder als Biomarker dienen. Trotz der Begrenzung auf einen Fall und zehn Tage Beobachtung verdeutlicht die Studie die Machbarkeit der Xenotransplantation und die Notwendigkeit präziserer Immunmodulation. Zukünftige Studien an lebenden Patienten und Primatenmodellen sind nötig, um diese Ergebnisse zu validieren und die komplexen biologischen Hürden zu überwinden.
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