Dinâmica de células imunológicas desconvoluída por um único

Nature Communications volume 14, número do artigo: 2285 (2023) Citar este artigo

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A perfusão por máquina normotérmica (NMP) surgiu como uma técnica inovadora de preservação de órgãos. É essencial desenvolver uma compreensão da composição das células imunológicas do órgão doador e suas mudanças dinâmicas durante a NMP. Nosso objetivo foi uma caracterização abrangente de (sub) populações de células imunes, tráfego de células e liberação de citocinas durante a NMP hepática. O perfil do transcriptoma unicelular de fígados de doadores humanos antes, durante a NMP e após o transplante mostra uma abundância de neutrófilos do receptor de quimiocina CXC 1+/2+ (CXCR1+/CXCR2+), que diminuiu significativamente durante a NMP. Isto é acompanhado por um grande efluxo de leucócitos passageiros com predominância de neutrófilos no perfusato. Durante a NMP, os neutrófilos mudam de um estado pró-inflamatório para um fenótipo envelhecido/cronicamente ativado/exausto, enquanto os monócitos/macrófagos antiinflamatórios/tolerogênicos aumentam. Descrevemos aqui a dinâmica do repertório de células imunes, mudanças fenotípicas de células imunes e uma dominância de neutrófilos durante a NMP hepática, que potencialmente contribuem para a resposta inflamatória. Nossas descobertas podem servir como recurso para iniciar futuros estudos imunointervencionistas.

O transplante de fígado (TH) é o único tratamento definitivo para doença hepática terminal1,2,3. A escassez de órgãos continua a ser um factor limitante importante, com a procura a exceder largamente a oferta. A necessidade de melhores tecnologias de preservação, em conjunto com taxas de utilização mais elevadas em órgãos de doadores de critérios estendidos (ECD), alimentou o desenvolvimento da máquina de perfusão normotérmica (NMP). Assim, um órgão é continuamente perfundido sob condições quase fisiológicas a 37 °C com concentrados de eritrócitos heparinizados oxigenados, suplementados com nutrição e antibióticos e em um sistema estéril fechado. O NMP permite uma avaliação abrangente da qualidade e função dos órgãos durante a preservação ex vivo e pode servir como uma plataforma para o recondicionamento, tratamento e reparo extracorpóreo de órgãos2,4,5,6,7,8,9.

Muitas centenas de órgãos foram perfundidos mecanicamente com sucesso e os resultados a curto prazo indicam que a NMP poderia ajudar a diminuir as taxas de descarte de órgãos e servir uma seleção adequada de órgãos adequados para transplante4,10,11,12. No entanto, embora a função grosseira do órgão seja facilmente mensurável, pouco se sabe sobre o estado imunológico de um órgão e de seus leucócitos residentes nos tecidos durante a NMP. Em estudos experimentais de perfusão pulmonar e renal ex vivo, um grande número de leucócitos passageiros é mobilizado e extravasado para o perfusato, afetando assim a imunogenicidade do enxerto13,14. Dados sugestivos de mobilização de leucócitos passageiros para o perfusato também foram publicados no NMP15 do fígado. Considerando a capacidade inflamatória e a magnitude das células imunes intrínsecas ao fígado, uma compreensão mais profunda do impacto da NMP no estado das células imunes hepáticas e sua dinâmica durante a NMP é extremamente importante. Aqui, considerou-se que o mapeamento detalhado de leucócitos de passageiros usando a tecnologia de sequenciamento de RNA de célula única do transcriptoma completo (scRNASeq) melhorou significativamente nossa compreensão dos mecanismos moleculares, incluindo circuitos inflamatórios durante a NMP do fígado. Nos últimos anos, estudos de scRNASeq tiveram como objetivo avaliar a heterogeneidade celular de fígados humanos sob diversas condições, incluindo lesão de isquemia/reperfusão (IRI)17,18,19,20,21,22,23,24. O mapeamento aprofundado de células imunes em série de oito fígados de doadores humanos antes e no final da NMP foi aplicado para investigar especificamente a fonte de citocinas/quimiocinas imunomoduladoras e a dinâmica da ativação imunológica no nível unicelular. Validamos e visualizamos nossos achados por coloração imunofluorescente multiplex (IF) em biópsias hepáticas. A correspondente mobilização de células imunes foi caracterizada pela fenotipagem em amostras seriadas de perfusato coletadas durante 26 NMPs de fígado humano, bem como perfil e quantificação de citocinas.