為了幫助老鼠能夠成功的移植肢體,研究人員利用了癌細胞用來躲避免疫系統的,有效地重新編程了動物的防禦系統以忽略移植過來的組織。
研究人員在《科學進展》上報告稱,注射工程微物品後,即使沒有抑制免疫反應的藥物,大鼠仍允許另一隻老鼠進行後肢移植,時間超過200天。
當注入移植組織時,微物品會釋放來自癌細胞分泌的信號蛋白CCL22,並吸引專門的免疫細胞。
這些免疫細胞,稱為調節T細胞,能夠將老鼠的新組織標記為「自我」,並保護它免受通常會攻擊外來組織的免疫防禦系統。
匹茲堡大學生物工程師詹姆斯·費舍爾說,微物品療法「與現在臨床醫學中使用的任何東西截然不同,因為它不會抑制動物的免疫系統。」
接受捐獻器官或組織的病人通常將餘下的生命用於服用抑制免疫反應的藥物。如果沒有藥物,免疫系統就會攻擊和拒絕捐贈組織,除非它是完美的基因匹配。
但是,免疫抑制劑的長期使用可能會使患者面臨感染性疾病或癌症等疾病的風險。
另一種方法是在保護新組織的同時,保持免疫反應的完整性,例如偷竊癌細胞用於躲避檢測的技術。
費舍爾和同事們把從挪威褐色大鼠的後肢移植到白劉易斯大鼠上,並將CCL22釋放的微型物品注射到經過處理的腿部,隨後監測大鼠在沒有免疫抑制劑的情況下耐受闌尾炎的時間。
多數用微物品治療的大鼠保持健康的四肢,而那些未得到治療的大鼠則拒絕接受移植。
大鼠對增加新組織的耐受性也與原捐贈者相同。
對那些接受新肢體但沒有給動物注入微物質,以訓練免疫系統接受新捐贈者的動物來說,移植器官被拒絕並且脫落。
皮膚含有大量免疫細胞,隨時準備攻擊入侵者,這對順利移植造成了困難。
費舍爾說,由於老鼠能夠容忍某些類型的皮膚,齧齒動物也能夠接受其他任何類型的組織。
芝加哥大學的移植免疫學家Anita Chong說,很高興看到研究中的齧齒動物能夠保留移植組織。
但是,她說,這種技術「離人類還遠」。
雖然很明顯研究中的大鼠在新肢體上保留了很長時間,但是該機制的一些具體細節仍不清楚,
為了確定動物最佳微粒劑量,研究人員接下來計劃嘗試將這種技術用在一種與人類有許多相似生理特徵的動物身上。