Los organoides mini-riñones ahora se han cultivado en un laboratorio mediante la edición del genoma para recrear la enfermedad renal humana en placas de Petri.
El logro, que se cree que es el primero de su tipo, fue el resultado de combinar la biología de células madre con técnicas de edición de genes de vanguardia.
El diario Comunicaciones de la naturaleza informa los hallazgos. El trabajo allana el camino para el descubrimiento personalizado de medicamentos para la enfermedad renal.
Los mini organoides renales se cultivaron a partir de células madre pluripotentes. Estas son células humanas que han retrocedido el tiempo a un momento en que podrían convertirse en cualquier tipo de órgano en el cuerpo. Cuando se tratan con un cóctel químico, estas células madremaduró en estructuras que se asemejan a riñones en miniatura.
Estos organoides contienen túbulos, células filtrantes y células de los vasos sanguíneos. Transportan productos químicos y responden a lesiones tóxicas de manera similar a los túbulos renales en las personas.
"Una pregunta importante sin respuesta fue si podríamos recrear la enfermedad renal humana en una placa de Petri de laboratorio utilizando esta tecnología", dijo Benjamin Freedman, quien dirigió los estudios en el Hospital Brigham and Women's de Boston. Ahora es profesor asistente demedicina en la División de Nefrología de la Universidad de Washington y un investigador de medicina de la Universidad de Washington.
"Contestar esta pregunta", dijo, "fue importante para comprender el potencial de los mini-riñones para la regeneración clínica del riñón y el descubrimiento de fármacos".
Para recrear la enfermedad humana, Freedman y sus colegas utilizaron la técnica de edición de genes llamada CRISPR. Diseñaron mini-riñones con cambios genéticos vinculados a dos enfermedades renales comunes, la enfermedad renal poliquística y la glomerulonefritis.
Los organoides desarrollaron características de estas enfermedades. Aquellos con mutaciones en los genes de la enfermedad renal poliquística formaron bolsas llenas de líquido, llamadas quistes, a partir de túbulos renales. Los organoides con mutaciones en podocalixina, un gen vinculado a la glomerulonefritis, perdieron conexiones entre el filtradocélulas.
"La mutación de un solo gen produce cambios en las estructuras renales asociadas con la enfermedad humana, lo que permite una mejor comprensión de la enfermedad y sirve como modelos para desarrollar agentes terapéuticos para tratar estas enfermedades", explicó Joseph Bonventre, autor principal del estudio.es jefe de la División Renal en el Hospital Brigham and Women's y miembro principal de la facultad en el Harvard Stem Cell Institute.
"Estos mini riñones genéticamente modificados", agregó Freedman, "nos han enseñado que la enfermedad humana se reduce a componentes simples que se pueden recrear en una placa de Petri. Esto nos proporciona formas más rápidas y mejores de realizar ensayos clínicos"en un plato 'para probar drogas y terapias que podrían funcionar en humanos "
Los investigadores encontraron que los organoides renales genéticamente compatibles sin mutaciones relacionadas con la enfermedad no mostraban signos de ninguna de las enfermedades.
"CRISPR se puede usar para corregir mutaciones genéticas", explicó Freedman. "Nuestros hallazgos sugieren que la corrección genética mediante CRISPR puede ser una estrategia terapéutica prometedora".
En los Estados Unidos, los costos de la enfermedad renal son de aproximadamente 40 mil millones de dólares por año. La enfermedad renal afecta a aproximadamente 700 millones de personas en todo el mundo. Doce millones de pacientes tienen enfermedad renal poliquística y dos millones dieron insuficiencia renal completa. Diálisis y trasplante de riñón, el únicoLas opciones para pacientes con insuficiencia renal pueden causar efectos secundarios nocivos y una mala calidad de vida.
"Como resultado de esta nueva tecnología", dijo Freedman, "ahora podemos cultivar, bajo demanda, nuevo tejido renal que es 100 por ciento inmunocompatible con el propio cuerpo de un individuo".
Añadió: "Hemos demostrado que estos tejidos pueden imitar riñones sanos y enfermos, y que los organoides pueden sobrevivir en ratones después del trasplante. La siguiente pregunta es si los organoides pueden realizar las funciones de los riñones después del trasplante".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Ciencias de la Salud de Washington / Medicina de la Universidad de Washington . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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