Científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur (NTU Singapur) han cultivado con éxito "miniriñones" en el laboratorio y los han injertado en ratones vivos, revelando nuevos conocimientos sobre los defectos metabólicos y una terapia potencial para la poliquistosis renal.
Los "miniriñones", u organoides renales, son estructuras similares a los riñones cultivadas en el laboratorio utilizando células madre . En el estudio dirigido por la Facultad de Medicina Lee Kong Chian (LKCMedicine) de NTU, los investigadores cultivaron organoides utilizando células de la piel derivadas de pacientes con enfermedad renal poliquística (PKD), una forma prevalente de afección genética que afecta a 1 de cada 1.000 personas de todas las etnias.
Las personas con PKD a menudo progresan a una enfermedad renal terminal entre los 50 y 60 años, y las opciones de tratamiento estándar disponibles son la diálisis o un trasplante de riñón . Sin embargo, la diálisis compromete significativamente la calidad de vida del paciente, mientras que adquirir un riñón trasplantado puede resultar difícil. Otra opción es el medicamento Tolvaptan, aprobado por la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA), que es muy costoso y tiene efectos secundarios graves en el hígado.
Para abordar la necesidad de un tratamiento más eficaz para los pacientes con PKD, el equipo de investigación de NTU buscó comprender mejor la enfermedad injertando sus miniriñones recientemente desarrollados en ratones.
Se realizaron estudios anteriores con miniriñones cultivados en un plato, que solo podían imitar parcialmente la estructura y función del riñón. Los científicos de NTU injertaron miniriñones en ratones vivos para replicar de manera integral las características patológicas de la enfermedad renal, incluido el flujo sanguíneo, el movimiento de fluidos (líquido tubular) y la comunicación celular con otros órganos.
El investigador principal, el profesor asistente Xia Yun de LKCMedicine, dijo: "El injerto del organoide renal en ratones nos proporcionó un enfoque fisiológicamente sofisticado para estudiar la poliquistosis renal, ya que pudimos emular con éxito características críticas de la enfermedad similares a las observadas en pacientes renales humanos".
Las características críticas de la enfermedad incluían anomalías como la formación espontánea de quistes en los riñones y el daño posterior a sus diminutos tubos.
En su estudio, publicado en la revista Cell Stem Cell , el equipo de investigación de NTU dijo que creían que sus miniriñones injertados eran de alta calidad porque los quistes se mantenían sin estimulación adicional por estrés ni químicos, incluso después de que fueron extraídos de los ratones vivos para futuras investigaciones en un plato. Por el contrario, los organoides renales previos cultivados en un plato no pueden formar quistes sin estimulación por estrés.
El coinvestigador profesor asistente Foo Jia Nee de LKCMedicine dijo: "La similitud entre la manifestación de la enfermedad observada en nuestro modelo de miniriñón injertado y las experiencias de la vida real de pacientes con enfermedad renal poliquística sugieren que cultivar organoides renales e injertarlos en ratones vivos podría ser beneficioso para estudiar la enfermedad y una herramienta útil para probar nuevos tratamientos".
Defectos metabólicos en la enfermedad renal poliquística
Los científicos saben desde hace mucho tiempo que las anomalías en una estructura de las células renales, o el cilio primario, provocan la formación de quistes en los riñones. Sin embargo, hasta ahora no han sido posibles pruebas para comprender el mecanismo regulador y la relación entre el cilio primario y el metabolismo celular (autofagia) en ratones vivos con PKD.
Al estudiar el desarrollo de la PKD en ratones vivos y probar las vías celulares, los investigadores encontraron evidencia de que potenciar la autofagia podría reducir la gravedad de los quistes en el mini riñón.
Después de establecer que potenciar la autofagia podría reducir los quistes, los científicos de la NTU preseleccionaron 22 medicamentos conocidos por sus efectos sobre el metabolismo celular y los probaron en el laboratorio. Los resultados mostraron que el minoxidil, un fármaco clínico ampliamente utilizado para curar la hipertensión y la caída del cabello, redujo eficazmente la formación de quistes en el nuevo modelo de ratón.
El profesor adjunto Xia Yun dijo: "Nuestro estudio ha demostrado cómo los quistes en los riñones con enfermedades poliquísticas se pueden reducir mediante el aumento de la autofagia, lo que sugiere que este podría ser un tratamiento prometedor para la PKD. Además, la seguridad clínica comprobada del minoxidil puede permitir que se recupere rápidamente". "Está destinado a tratar a pacientes con PKD en la clínica. Sin embargo, se necesitará más investigación para establecer este potencial".
Como experto independiente, el Profesor Asociado Ng Kar Hui, Consultor Principal, División de Nefrología Pediátrica, Diálisis y Trasplante Renal, Departamento de Pediatría, Khoo Teck Puat, Instituto Médico Infantil de la Universidad Nacional, Hospital Universitario Nacional, afirmó: "La poliquistosis renal es "Una de las principales causas de enfermedades renales crónicas entre los adultos. Un tratamiento eficaz puede potencialmente mejorar el creciente número de personas con insuficiencia renal en Singapur. El establecimiento de tales modelos en organismos vivos nos acerca un paso más a encontrar más opciones de tratamiento".
En estudios futuros, el equipo de NTU probará la eficacia del minoxidil y adaptará los modelos de miniriñón para investigar otras enfermedades renales florecientes sin una base genética sólida, como la enfermedad renal diabética.
Fuente: medicalxpress.com