Boala polichistică renală (BPR) este o afecţiune genetică ce este caracterizată de apariţia unor chisturi la nivelul rinichilor. Acestea apar grupat, sub forma unor formaţiuni pline cu lichid. Pe măsură ce se formează aceste chisturi, dimensiunea rinichilor creşte, iar capacitatea lor de filtrare începe să scadă şi în timp poate conduce la cedarea rinichilor.
Aproape jumătate dintre pacienţii care sunt diagnosticaţi cu boala polichistică renală pot dezvolta insuficienţă renală până la vârsta de 60 de ani.
Boala poate afecta şi alte organe. Astfel, pot apărea chisturi la ficat, pancreas, splină, ovare sau intestinul gros şi poate crea complicaţii în organism. De asemenea, această boală atunci când nu este tratată corespunzător poate conduce şi la apariţia anevrismului, care poate provoca infarct miocardic (atac de cord) sau chiar deces.
Cercetătorii americani au demonstrat acum că dezvoltarea chisturilor periculoase, care se formează în timp în boala polichistică renală, ar putea fi prevenite printr-o singură copie normală a unei gene defecte. Astfel, există potenţialul ca oamenii de ştiinţă să poată, într-o zi, să adapteze o terapie genică pentru a trata boala.
Aceştia au descoperit, de asemenea, că un tip de medicament, cunoscut sub numele de glicozidă, poate evita efectele genei defecte în BPR.
Descoperirile ar putea crea premisele unor noi abordări terapeutice pentru tratarea BPR, care afectează milioane de persoane din întreaga lume.
Studiul, finanţat parţial de Institutele Nationale de Sănătate (NIH), din Statele Unite, a fost publicat joi, în revista Cell Stem Cell.
Oamenii de ştiinţă au folosit editarea genelor şi modele de celule umane, cunoscute sub numele de organoizi, pentru a studia genetica BPR, o afecţiune renală moştenită, care pune în pericol viaţa, în care un defect genetic face ca tuburile microscopice din rinichi să se extindă ca nişte baloane de apă, formând chisturi de-a lungul deceniilor.
Chisturile pot înlătura ţesuturile sănătoase, ceea ce duce la probleme de funcţionare a rinichilor şi la insuficienţă renală.
Majoritatea persoanelor cu BPR se nasc cu o copie sănătoasă a genei şi o copie defectă a genei în celulele lor.
„BPR umană a fost atât de dificil de studiat, deoarece chisturile durează ani şi decenii pentru a se forma", a declarat autorul principal al studiului, Benjamin Freedman, doctor în ştiinţe medicale, de la Universitatea Washington, din Seattle.
„Această nouă platformă ne oferă în sfârşit un model pentru a studia genetica bolii şi sperăm să începem să oferim răspunsuri pentru milioanele de persoane afectate de această boală", a precizat el.
Pentru a înţelege mai bine motivele genetice pentru care se formează chisturi în BPR, Freedman şi colegii săi au căutat să determine dacă organoizii de rinichi uman, cu o copie normală a genei şi o copie defectuoasă, ar forma chisturi.
Cercetătorii au cultivat organoizi, care pot imita caracteristicile structurii şi funcţiei unui organ, din celule stem pluripotente induse, care pot deveni orice tip de celule din organism.
Pentru a genera organoizi care să conţină mutaţii relevante din punct de vedere clinic, cercetătorii au folosit o tehnică de editare genetică numită editare de bază pentru a crea mutaţii în anumite locaţii ale genelor PKD1 şi PKD2 în celulele stem umane.
Ei s-au concentrat asupra a patru tipuri de mutaţii în aceste gene, despre care se ştie că provoacă boala prin întreruperea producţiei de proteină policistină.
Tulburările în două tipuri de proteină - policistina-1 şi policistina-2 - sunt asociate cu cele mai grave forme de BPR.
Cercetătorii au comparat apoi celulele cu mutaţii în două copii ale genei în organoizi cu celulele cu o singură copie a genei.
În unele cazuri, ei au folosit, de asemenea, editarea genetică pentru a corecta mutaţiile într-una dintre cele două copii ale genei pentru a vedea cum afectează aceasta formarea chisturilor.
Ei au descoperit că organoizii cu două copii defecte ale genei produceau întotdeauna chisturi, iar cele care purtau o copie bună a genei şi una rea nu formau chisturi.
„Nu ştiam dacă a avea o mutaţie genetică într-o singură copie a genei este suficient pentru a provoca BPR sau dacă este necesar un al doilea factor, cum ar fi o altă mutaţie sau o leziune renală acută", a explicat Freedman.
„Nu este clar cum ar arăta un astfel de factor declanşator şi, până acum, nu am avut un model experimental bun pentru BPR umană".
Potrivit cercetătorului american, celulele cu o singură copie sănătoasă a genei produc doar jumătate din cantitatea normală de policistină-1 sau policistină-2, dar acest lucru a fost suficient pentru a împiedica dezvoltarea chisturilor.
El a adăugat că rezultatele sugerează necesitatea unui al doilea factor declanşator şi că împiedicarea acestei a doua lovituri ar putea fi capabilă să prevină boala.
Modelele de organoizi au oferit, de asemenea, prima ocazie de a studia eficacitatea unei clase de medicamente cunoscute sub numele de glicozide selective pentru ribozomii celulelor eucariote asupra formării chisturilor în BPR.
„Aceşti compuşi vor acţiona doar asupra mutaţiilor unei singure perechi de baze, care sunt frecvent întâlnite la pacienţii cu BPR", a explicat Freedman.
„Nu ar fi de aşteptat ca ei să funcţioneze pe niciun model de şoarece şi nu au funcţionat în modelele noastre anterioare de organoizi de BPR. Aveam nevoie să creăm acest tip de mutaţie într-un model experimental pentru a testa medicamentele", a precizat el.
Echipa a descoperit că medicamentele ar putea restabili capacitatea genelor de a produce policistină, crescând nivelurile de policistină-1 la 50% şi împiedicând formarea chisturilor. Chiar şi după ce chisturile s-au format, adăugarea medicamentelor a încetinit creşterea lor.
Cercetătorii au sugerat că un pas următor ar fi testarea medicamentelor glicozidice existente pe pacienţi.
De asemenea, cercetătorii ar putea explora utilizarea terapiei genice ca tratament pentru boala polichistică renală.
