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Il modello di laboratorio di danno renale acuto replica i meccanismi di base della malattia

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Cellule (2022). DOI: 10.3390/cells11040635″ width=”550″ height=”304″>
Gli organoidi renali lobulari contengono strutture renali distinte. (a) Rappresentazione schematica del protocollo per la generazione di organoidi renali. ( b ) Panoramica degli sferoidi iPSC a D8 dopo generazione (a., b.) e organoidi renali UMK2 a D21 (c., d.) con binoculare. un. Ingrandimento 4× al microscopio ottico. La barra della scala rappresenta 500 µm. b. Ingrandimento 10× al microscopio ottico. La barra della scala rappresenta 200 µm. c. 1× ingrandimento. La barra della scala rappresenta 2000 µm. d. Ingrandimento 4×. La barra della scala rappresenta 2000 µm. (c) Morfologia della sezione organoide tramite colorazione istologica H&E. Una tipica struttura simile a un glomerulo è rappresentata da un rettangolo tratteggiato. Le strutture tubolari sono contrassegnate da un asterisco. La barra della scala rappresenta 50 µm. (d) Immagini confocali di strutture glomerulari (ACTN4, giallo) e tubolari (LTL, verde) (OCT2, rosso) nelle sezioni UMK1. Una struttura simile a un glomerulo è stata contrassegnata con una freccia e la membrana delle strutture tubolari è stata contrassegnata con una linea tratteggiata. La barra della scala rappresenta 50 µm. (e) Monitoraggio di sferoidi iPSC e organoidi renali in un test di assorbimento di destrano. un. Sferoidi iPSC trattati con destrano dopo 4 h di pulsazione. b. Organoidi renali trattati con destrano dopo 4 h di pulsazione. c. Organoidi renali trattati con destrano dopo 24 h di inseguimento. La barra della scala rappresenta 200 µm. Credito: Cellule (2022). DOI: 10.3390/cells11040635

Filtrando i prodotti di scarto e le tossine dalle urine, il rene è uno degli attori più importanti nel metabolismo umano. Si stima che diversi milioni di pazienti nel mondo muoiano ogni anno a causa di malattie renali. Quando un paziente raggiunge lo stadio di malattia renale allo stadio terminale (ESRD), solo il trapianto di organi o la dialisi regolare possono mantenerlo in vita. Tuttavia, la disponibilità di reni da donatore è molto bassa ed entrambi i trattamenti limitano gravemente la qualità di vita del paziente.

Gli scienziati dell’Istituto per la ricerca sulle cellule staminali e la medicina rigenerativa dell’ospedale universitario di Düsseldorf in Germania stanno contribuendo a una migliore comprensione delle cause del danno renale acuto (AKI) e di altre malattie renali con l’obiettivo di sviluppare farmaci e alternative terapeutiche. Hanno sviluppato un modello di laboratorio di danno renale acuto (AKI) trattando organoidi renali tridimensionali con una sostanza tossica (nefrotossina aminonucleoside puromicina-PAN) nota per causare danno renale a dosi elevate. Il Prof. Dr. James Adjaye è l’autore senior di questo studio, pubblicato sulla rivista Cellule. La biologa Lisa Nguyen è la prima autrice della pubblicazione.

Gli organoidi sono aggregati cellulari tridimensionali che imitano le proprietà strutturali e funzionali dell’organo corrispondente. Per questo lavoro, i ricercatori hanno isolato le cellule dalle urine e generato reni tridimensionali attraverso diversi passaggi.

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“È affascinante quanto potenziale ci sia nell’urina dei prodotti di scarto. Abbiamo iniziato con cellule isolate dall’urina e siamo finiti con organoidi renali”, afferma il prof. Adjaye. “Puoi vedere che le strutture sono molto simili a quelle dei reni”, aggiunge Lisa Nguyen. Oltre a generare organoidi renali nella capsula di Petri, i ricercatori hanno inoltre simulato l’AKI utilizzando la nefrotossina PAN.

“Molti problemi renali sono provocati da dosi elevate di farmaci e parti del rene che sono importanti per la filtrazione del sangue sono particolarmente sensibili”, spiega il prof. Adjaye. I trigger possono essere farmaci comunemente prescritti come aspirina, ibuprofene, cisplatino e farmaci cardiovascolari come inibitori dell’enzima di conversione dell’angiotensina (ACEi) e inibitori del recettore dell’angiotensina (ARB) in un sottogruppo di pazienti.

Gli esperimenti degli scienziati di Düsseldorf sono stati in grado di replicare questi processi, tra cui l’infiammazione, il danno al DNA e la morte cellulare, che sono stati particolarmente sorprendenti, afferma la biologa Lisa Nguyen. “Capire come funzionano i meccanismi di base di queste malattie a livello di ogni individuo è il primo passo per scoprire e sviluppare efficacemente terapie e farmaci”, spiega il Prof. Adjaye.


Fornito dall’Università Heinrich-Heine di Duesseldorf

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