Πολυκυστική Νεφρική Νόσος: Μια μελέτη των οργανοειδών νεφρών σε ένα νέο εργαστηριακό περιβάλλον μπορεί να έχει επιπτώσεις στη θεραπεία της πολυκυστικής νεφρικής νόσου (PKD), μιας ανίατης πάθησης που πλήττει περισσότερα από 12 εκατομμύρια άτομα παγκοσμίως. Μια βασική ανακάλυψη της μελέτης: Η ζάχαρη φαίνεται να παίζει ρόλο στο σχηματισμό των κύστεων γεμάτων με υγρό που είναι το χαρακτηριστικό γνώρισμα της πολυκυστικής νεφρικής νόσου PKD. Στους ανθρώπους, αυτές οι κύστεις μεγαλώνουν αρκετά ώστε να επηρεάζουν τη λειτουργία των νεφρών και τελικά να προκαλούν την ανεπάρκεια των οργάνων, καθιστώντας αναγκαία τη θεραπεία αιμοκάθαρσης ή τη μεταμόσχευση. Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν στο Nature Communications. Οι συν-επικεφαλής συγγραφείς είναι οι Sienna Li και Ramila Gulieva, ερευνητές στο εργαστήριο του Benjamin Freedman, ερευνητή νεφρολογίας στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου της Ουάσινγκτον. “Η πρόσληψη ζάχαρης είναι κάτι που οι νεφροί κάνουν συνεχώς”, δήλωσε ο Freedman, συν-συγγραφέας. “Διαπιστώσαμε ότι η αύξηση των επιπέδων ζάχαρης στις καλλιέργειες των πιάτων προκαλούσε διόγκωση των κύστεων. Και όταν χρησιμοποιήσαμε φάρμακα που είναι γνωστό ότι μπλοκάρουν την απορρόφηση της ζάχαρης στα νεφρά, μπλόκαραν αυτό το πρήξιμο. Νομίζω όμως ότι σχετίζεται λιγότερο με το επίπεδο σακχάρου στο αίμα και περισσότερο με τον τρόπο που τα νεφρικά κύτταρα προσλαμβάνουν τη ζάχαρη – τα οποία σε αυτή τη διαδικασία φάνηκε να ξεφεύγουν και να δημιουργούν κύστεις”.
Για χρόνια ο Freedman μελετούσε την πολυκυστική νεφρική νόσο PKD σε οργανοειδή που αναπτύχθηκαν από πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα. Τα οργανοειδή μοιάζουν με μικροσκοπικά νεφρά: Περιέχουν κύτταρα φιλτραρίσματος που συνδέονται με σωλήνες και μπορούν να αντιδρούν σε λοιμώξεις και θεραπευτικά φάρμακα με τρόπους που παραλληλίζουν τις αντιδράσεις των νεφρών στους ανθρώπους. Παρόλο που η ομάδα του μπορεί να αναπτύξει οργανοειδή που δημιουργούν κύστεις της πολυκυστικής νεφρικής νόσου PKD, οι μηχανισμοί σχηματισμού αυτών των κύστεων δεν είναι ακόμη κατανοητοί. Σε αυτή την έρευνα, οι ερευνητές επικεντρώθηκαν στον τρόπο με τον οποίο η ροή του υγρού εντός του νεφρού συμβάλλει στην πολυκυστική νεφρική νόσο PKD. Για να το επιτύχουν αυτό, επινόησαν ένα νέο εργαλείο που συγχώνευσε ένα οργανοειδές νεφρού με ένα μικρορευστοειδές τσιπ. Αυτό επέτρεψε τη ροή ενός συνδυασμού νερού, ζάχαρης, αμινοξέων και άλλων θρεπτικών συστατικών πάνω σε οργανοειδή που είχαν τροποποιηθεί γονιδιακά ώστε να μιμούνται την πολυκυστική νεφρική νόσο PKD.
“Περιμέναμε ότι οι κύστεις PKD στα οργανοειδή θα χειροτέρευαν υπό ροή, επειδή η ασθένεια σχετίζεται με τους φυσιολογικούς ρυθμούς ροής που διερευνούσαμε”, εξήγησε ο Freedman. “Το εκπληκτικό ήταν ότι η διαδικασία της διόγκωσης της κύστης περιλάμβανε απορρόφηση: την πρόσληψη υγρού προς τα μέσα μέσω των κυττάρων από το εξωτερικό της κύστης. Αυτό είναι το αντίθετο από αυτό που συνήθως πιστεύεται, ότι δηλαδή οι κύστεις σχηματίζονται με την ώθηση υγρού προς τα έξω μέσω των κυττάρων. Πρόκειται για έναν εντελώς νέο τρόπο σκέψης σχετικά με τον σχηματισμό κύστεων”. Στις μάρκες, οι ερευνητές παρατήρησαν ότι τα κύτταρα που επενδύουν τα τοιχώματα των κύστεων πολυκυστικής νεφρικής νόσου PKD ήταν στραμμένα προς τα έξω καθώς τεντώνονταν και διογκώνονταν, με αποτέλεσμα οι κορυφές των κυττάρων να βρίσκονται στο εξωτερικό των κύστεων. Αυτή η αντίστροφη διάταξη -τα κύτταρα αυτά θα ήταν στραμμένα προς τα μέσα στους ζωντανούς νεφρούς- υποδηλώνει ότι οι κύστεις αναπτύσσονται τραβώντας υγρό πλούσιο σε σάκχαρα, όχι εκκρίνοντας το υγρό. Η παρατήρηση αυτή δίνει στους ερευνητές περισσότερες πληροφορίες για το πώς σχηματίζονται οι κύστεις στα οργανοειδή, ένα εύρημα που θα πρέπει να ελεγχθεί περαιτέρω in vivo. Επίσης, το γεγονός ότι τα επίπεδα σακχάρου οδηγούν στην ανάπτυξη κύστεων υποδεικνύει νέες πιθανές θεραπευτικές επιλογές. “Τα αποτελέσματα του πειράματος είναι σημαντικά επειδή υπάρχει μια ολόκληρη κατηγορία μορίων που εμποδίζουν την πρόσληψη σακχάρων στα νεφρά και αποτελούν ελκυστικά θεραπευτικά μέσα για μια σειρά από παθήσεις”, δήλωσε ο Freedman. “Δεν έχουν δοκιμαστεί ακόμη, αλλά το θεωρούμε αυτό ως απόδειξη ότι αυτά τα φάρμακα θα μπορούσαν ενδεχομένως να βοηθήσουν τους ασθενείς με πολυκυστική νεφρική νόσο PKD”.
