Più vicini alla creazione di un rene sintetico

Roma – Un gruppo di ricerca guidato dal team di cellule staminali della University of Southern California (USC) ha compiuto un importante passo avanti nello sviluppo di reni sintetici per topi e esseri umani. In un nuovo articolo pubblicato su Cell Stem Cell, gli scienziati descrivono la generazione di strutture renali, o organoidi, più mature e complesse che mai. “Si tratta di uno strumento rivoluzionario per la creazione di modelli più accurati per lo studio delle malattie renali, che colpiscono un adulto su sette”, ha affermato l’autore corrispondente Zhongwei Li, professore associato di medicina, biologia delle cellule staminali e medicina rigenerativa presso la Keck School of Medicine della USC. “È anche una pietra miliare verso il nostro obiettivo a lungo termine di costruire un rene sintetico funzionale per gli oltre 100.000 pazienti negli Stati Uniti in attesa di trapianto, l’unica cura per la malattia renale allo stadio terminale”. Gli scienziati del Li Lab avevano precedentemente costruito organoidi composti da nefroni , le unità filtranti dei reni. Avevano anche prodotto organoidi simili ai dotti collettori renali , che concentrano l’urina. Ora, guidato dai primi autori Biao Huang, Pedro Medina e Zipeng Zeng del Li Lab e da Jincan He della Tongji University di Shanghai, il team è riuscito a combinare con successo i componenti del nefrone e del dotto collettore per produrre quelli che hanno soprannominato “assemblaggi”. Gli scienziati hanno prima ottimizzato le condizioni per la crescita di assemblaggi di topi e umani in laboratorio. Hanno poi trapiantato gli assemblaggi di topi e umani in topi vivi, dove sono ulteriormente maturati, diventando più grandi e sviluppando tessuto connettivo e vasi sanguigni. “Facendo maturare gli assemblaggi nell’ambiente nativo del corpo, abbiamo sfruttato la capacità naturale delle cellule progenitrici renali di autoassemblarsi”, afferma Li. “Riteniamo che questa sarà la chiave per il successo nella complessa impresa di costruire reni sintetici funzionali”, aggiunge. Sia gli assemblaggi di topi che quelli umani hanno mostrato funzioni simili a quelle renali, come la filtrazione del sangue, l’assorbimento di proteine ​​come l’albumina, la capacità di secernere ormoni renali e i primi segni di produzione di urina. Mentre i precedenti organoidi renali maturavano solo fino allo stadio embrionale, gli assembloidi di topo raggiungevano lo stesso livello di maturità di un rene di topo neonato, in base all’attività genica e ad altri parametri di riferimento. Anche gli assembloidi umani maturavano oltre lo stadio embrionale, sebbene il loro preciso livello di maturità non potesse essere determinato a causa della mancanza di campioni di rene umano neonato disponibili. Lo studio fornisce anche una dimostrazione pratica del fatto che gli assembloidi possono fungere da modelli ad alta fedeltà per lo studio di complesse patologie renali umane. Ad esempio, gli scienziati hanno coltivato assembloidi umani da cellule con una singola mutazione genetica – la perdita di un gene PKD2 funzionale – che causa la malattia renale policistica autosomica dominante, una condizione genetica in cui i reni sviluppano molteplici cisti di grandi dimensioni che ne compromettono la funzionalità. Questi assembloidi malati si sono sviluppati fino a formare grandi cisti renali umane in topi viventi e hanno mostrato caratteristiche patologiche complesse, come infiammazione e fibrosi, che non potevano essere modellate in precedenza. “Il nostro studio fornisce un nuovo potente strumento per studiare un’ampia gamma di malattie renali complesse”, afferma Li. “Oltre a solide basi per la progettazione di reni sintetici funzionali come opzione salvavita per i pazienti che ne hanno bisogno”, conclude. (30Science.com)