Oamenii de ştiinţă americani au reuşit să avanseze dezvoltarea unui dispozitiv implantabil care ar putea, în viitor, să-i scutească pe pacienţi de dializă sau de un transplant de rinichi.
Un grup de la universitatea California (UC San Francisco) lucrează la o nouă abordare pentru tratarea insuficienţei renale, care ar putea, într-o zi, să îi scutească pe pacienţi de necesitatea dializei sau de necesitatea de a lua medicamente puternice pentru a le suprima sistemul imunitar după un transplant.
Echipa a demonstrat pentru prima dată că celulele renale, adăpostite într-un dispozitiv implantabil numit bioreactor, pot supravieţui în corpul unui porc şi pot imita mai multe funcţii renale importante.
Dispozitivul poate funcţiona liniştit în fundal, ca un stimulator cardiac, şi nu declanşează atacul sistemului imunitar al beneficiarului.
Descoperirile, publicate marţi, în Nature Communications, reprezintă un important pas înainte pentru proiectul american The Kidney Project, condus în colaborare de Shuvo Roy, de la UCSF şi dr. William H. Fissell, de la Centrul medical al universităţii Vanderbilt.
În cele din urmă, oamenii de ştiinţă intenţionează să umple bioreactorul cu diferite celule renale care îndeplinesc funcţii vitale, cum ar fi echilibrarea fluidelor din organism şi eliberarea de hormoni pentru a regla tensiunea arterială - apoi să îl asocieze cu un dispozitiv care filtrează deşeurile din sânge.
Scopul este de a produce un dispozitiv la scară umană care să îmbunătăţească dializa, procesul care ţine oamenii în viaţă după ce rinichii lor nu mai funcţionează.
Peste 500.000 de americani au nevoie de dializă de mai multe ori pe săptămână. Mulţi aşteaptă un transplant de rinichi, dar nu există suficienţi donatori şi doar aproximativ 20.000 beneficiază anual.
Un astfel de rinichi implantabil s-ar putea dovedi o abordare inovatoare pentru aceşti pacienţi, care i-ar putea scuti de dializă.
„Ne concentrăm pe replicarea în condiţii de siguranţă a funcţiilor cheie ale unui rinichi", a declarat Roy, profesor de bioinginerie în cadrul facultăţii de farmacie a UCSF.
Potrivit acestuia, rinichiul artificial va face ca tratamentul pentru bolile renale să fie mai eficient şi, totodată, mult mai tolerabil şi confortabil.
Inspirat de natură, perfecţionat de ştiinţă
Roy şi colegii săi au proiectat bioreactorul aşa încât acesta se poate conecta direct la vasele de sânge şi la vene, permiţând trecerea nutrienţilor şi a oxigenului, la fel cum ar face-o un rinichi transplantat.
Membranele de silicon menţin celulele renale din interiorul bioreactorului în siguranţă faţă de atacul celulelor imunitare ale beneficiarului.
Pentru testarea dispozitivului, echipa a folosit un tip de celulă renală numită celulă tubulară proximală, care reglează apa. Dr. H. David Humes, de la universitatea din Michigan, a folosit anterior aceste celule pentru a ajuta pacienţii dializaţi în unitatea de terapie intensivă, cu rezultate salvatoare.
Undă verde pentru acest proiect
Echipa a anunţat că a urmărit celulele renale şi animalele beneficiare timp de şapte zile şi totul a decurs conform planului.
Următorul pas va consta în teste de o lună, aşa cum cere Administraţia americană pentru alimente şi medicamente (FDA), mai întâi pe animale şi, în cele din urmă, pe oameni.
„Am vrut să demonstrăm că un bioreactor funcţional nu va necesita medicamente imunosupresoare şi am reuşit", a declarat Roy.
„Nu au existat complicaţii şi acum putem continua testele pentru a ajunge la întregul panou de funcţii renale la scară umană".
(Imagine: Designul dispozitivului (bioreactorului) cu componentele constitutive. a) Un bioreactor complet asamblat înainte de implantare, cu dimensiuni de 11,5 × 5,7 × 1,8 cm (lungime × lăţime × înălţime). b) Stratificarea detaliată a componentelor bioreactorului, cu o secţiune compusă dintr-o membrană nano-poroasă de silicon (SNM) şi o inserţie de celule acrilice, intercalate între două garnituri de silicon. Un bioreactor complet conţine patru secţiuni pentru un total de patru SNM, patru inserţii celulare şi opt garnituri de silicon. c) Canalele de curgere a sângelui sunt în contact direct cu SNM, care sunt separate de inserţia celulară de o garnitură de silicon (se arată o vedere în secţiune transversală). Inserţia celulară este construită prin epoxidarea unei membrane Transwell® pe o piesă acrilică, care este ulterior însămânţată cu HREC (celule epiteliale renale umane). Credit: Nature Communications, 2023).
