Cercetătorii americani au creat o tehnologie care le permite să observe modificările suferite de rinichi asociate cu diabetul zaharat şi creşterea glicemiei din sânge, ceea ce ar putea oferi posibilitatea găsirii unor noi tratamente pentru boala cronică de rinichi.
Boala cronică de rinichi şi insuficienţa renală sunt boli incurabile care afectează 13% din populaţia S.U.A., în special persoanele cu hipertensiune arterială şi diabet.
Aceste boli degradează un tip de celule renale, numite podocite (celula epitelială a capilarelor glomerulare) , care menţin sistemul de filtrare a sângelui din organism, şi astfel pacienţii ajung la dializă.
Identificarea unor tratamente eficiente a fost împiedicată şi de faptul că aceste celule sunt foarte structurate şi nu pot fi cultivate în afara corpului, iar liniile celulare conservate nu sunt fidele structurii lor. O nouă cercetare de la facultăţile de medicină şi inginerie a universităţii Washington, din Missouri, Statele Unite, a folosit un sistem de hidrogel care păstrează biochimia şi mediile mecanice ale celulelor podocite cultivate.
Cu acest sistem, podocitele prelevate din glomeruli izolaţi, unităţile de filtrare ale rinichiului, pot fi cultivate pe modeledle proteine aflate în vecinătatea lor în rinichii sănătoşi şi bolnavi. Celulele adoptă rapid noi forme şi exprimă noi structuri de proteine care sunt asociate cu leziunile, permiţând cercetătorilor să identifice noi modalităţi de a controla mecanismele pe care aceste celule le folosesc pentru a se vindeca.
„Acum avem o fereastră către dinamica citoscheletică care stă la baza modificărilor care duc la pierderea celulelor în leziuni şi boli”, a declarat medicul Hani Y. Suleiman, profesor asistent de medicină în divizia de nefrologie a facultăţii, unul dintre cei trei autori seniori ai cercetării.
„Studiile noastre dezvăluie structura şi funcţia complexelor proteice carlae participă vindecarea rănilor şi ar putea servi drept ţinte de medicamente”.
Podocitele sunt celule unice cu o structură ierarhică care include tentacule aproape asemănătoare caracatiţei care formează structura unităţilor de filtrare ale rinichilor. Bolile care afectează podocitele, cum ar fi nefropatia diabetică, perturbă aceste structuri şi duc la insuficienţă renală care necesită dializă sau transplant.
„Nu am fost niciodată capabili să vedem cum aceste structuri răspund la stres în timp real”, spune autorul seniori Jeffrey Miner.
„Liniile celulare de podocite conservate, pe care noi şi alţii le folosim, nu dezvoltă aceste structuri, iar urmărirea lor într-un model de şoarece este dificilă. Această nouă abordare ne permite să determinăm modul în care se comportă podocitele de şoarece şi umane prelevate direct din rinichi, în laborator, unde pot fi studiate".
„O altă abordare interesantă este capacitatea de a studia şi manipula aspectele mecanobiologice ale răspunsurilor celulare la boală”, precizează Guy Genin, vicepreşedintele centrului naţional de ştiinţă şi tehnologie pentru inginerie şi mecanobiologie şi profesor de inginerie mecanică la McKelvey Engineering. „Putem acum cuantifica modul în care modificările la nivelul rinichilor, asociate cu diabetul zaharat şi creşterea glicemiei din sânge, afectează funcţia mecanică a podocitelor şi capacitatea lor de a se recupera”, a precizat cercetătorul.
Universitatea Washington din Missouri a depus o cerere de brevet asupra tehnologiei iar echipa speră ca acest sistem să le permită o serie de cercetări şi eventual identificarea unor noi terapii.
„Acum că putem efectua teste pe celulele umane care provin de la rinichi bolnavi, putem analiza rapid tratamentele chimice care afectează dinamica şi mecanobiologia proteinelor, şi putem începe să înaintăm către tratamente pentru o serie întreagă de boli incurabile în prezent”, a mai spus dr. Suleiman.
Descoperirea a fost publicată miercuri, în Science Advances.
