Cientistas de células-tronco fazem grande progresso na construção de mini-rins
Data: 15 de junho de 2021
Fonte: Keck School of Medicine da USC
Resumo: Os pesquisadores criaram o que poderia ser um bloco de construção fundamental para a montagem de um rim sintético. Eles descrevem como geram estruturas renais rudimentares, conhecidas como organoides, que se assemelham ao sistema de ductos coletores que ajudam a manter o equilíbrio de fluidos e pH do corpo, concentrando e transportando a urina. Os organoides fornecem uma maneira de estudar doenças renais que podem levar a novos tratamentos e abordagens regenerativas para os pacientes.
Uma equipe de cientistas da Escola de Medicina Keck da USC criou o que pode ser um elemento chave para a montagem de um rim sintético. Em um novo estudo em Comunicações da natureza, Zhongwei Li e seus colegas descrevem como podem gerar estruturas renais rudimentares, conhecidas como organóides, que se assemelham ao sistema de dutos coletores que ajuda a manter o equilíbrio dos fluidos e do pH do corpo ao concentrar e transportar a urina.
"Nosso progresso na criação de novos tipos de organóides renais fornece ferramentas poderosas não apenas para compreender o desenvolvimento e a doença, mas também para encontrar novos tratamentos e abordagens regenerativas para os pacientes", disse Li, o autor correspondente do estudo e professor assistente de medicina biologia celular e medicina regenerativa.
Criação dos blocos de construção
Os primeiros autores do estudo, o estudante de doutorado Zipeng Zeng e o pós-doutorando Biao Huang, e a equipe começaram com uma população do que é conhecido como células progenitoras do broto ureteral, ou UPCs, que desempenham um papel importante no desenvolvimento inicial dos rins. Usando primeiro UPCs de camundongo e depois humanos, os cientistas conseguiram desenvolver coquetéis de moléculas que incentivam as células a formar organoides semelhantes a botões uréticos – os tubos ramificados que eventualmente dão origem ao sistema de ductos coletores. Os cientistas também conseguiram encontrar um coquetel diferente para induzir as células-tronco humanas a se desenvolverem em organoides do broto ureteral.
Um coquetel molecular adicional empurrou os organoides do broto ureteral – cultivados a partir de UPCs de camundongo ou células-tronco humanas – para se desenvolver de forma confiável em organoides de dutos coletores ainda mais maduros e complexos.
Os organóides uretéricos humanos e de camundongo também podem ser geneticamente modificados para abrigar mutações que causam doenças em pacientes, fornecendo melhores modelos para a compreensão de problemas renais, bem como para a triagem de potenciais drogas terapêuticas. Como exemplo, os cientistas eliminaram um gene para criar um modelo organoide de anomalias congênitas do rim e do trato urinário, conhecido como CAKUT.
Além de servir de modelo de doença, os organóides do botão ureteral também podem ser um ingrediente essencial na receita de um rim sintético. Para explorar essa possibilidade, os cientistas combinaram organóides de botão ureteral de camundongo com uma segunda população de células de camundongo: as células progenitoras que formam néfrons, que são as unidades de filtragem do rim. Depois de inserir a ponta de um broto ureteral cultivado em laboratório em um aglomerado de NPCs, a equipe observou o crescimento de uma extensa rede de tubos ramificados que lembra um sistema de duto coletor, fundido com néfrons rudimentares.
“Nosso rim de camundongo projetado estabeleceu uma conexão entre o néfron e o duto coletor – um marco essencial para a construção de um órgão funcional no futuro”, disse Li.
Fonte da história:
Materiais fornecido por Escola de Medicina Keck da USC. Original escrito por Cristy Lytal. Nota: O conteúdo pode ser editado para o estilo e comprimento.
Referência de revista:
- Zipeng Zeng, Biao Huang, Riana K. Parvez, Yidan Li, Jyunhao Chen, Ariel C. Vonk, Matthew E. Thornton, Tadrushi Patel, Elisabeth A. Rutledge, Albert D. Kim, Jingying Yu, Brendan H. Grubbs, Jill A McMahon, Nuria M. Pastor-Soler, Kenneth R. Hallows, Andrew P. McMahon, Zhongwei Li. Geração de organoides renais padronizados que recapitulam o sistema de ductos coletores do rim adulto a partir de progenitores de brotos ureterais expansíveis. Natureza das Comunicações, 2021; 12 (1) DOI: 10.1038/s41467-021-23911-5
