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Os cientistas demonstram in vitro um modelo do rim

Os rins trabalham para filtrar constantemente o sangue e remover as toxinas do corpo. As condições tais como a doença renal crônica (CKD) são caracterizadas por uma capacidade reduzida para executar esta função essencial. A incidência do CKD está crescendo e mais de 1,4 milhão indivíduos dependem da transplantação da diálise ou do rim para a sobrevivência. A revelação de tratamentos novos exige uma compreensão dos mecanismos da progressão da doença, mas os cientistas não puderam modelar exactamente in vitro a filtragem do rim - até aqui.

Em um estudo do marco publicado em comunicações da natureza, os cientistas no hospital de crianças Los Angeles demonstram in vitro um modelo do rim que poderia mudar o curso da pesquisa para doenças como o CKD.

O rim contem as estruturas especializadas chamadas glomérulo. Dentro de cada glomérulo é uma barreira da filtragem compo de duas camadas finas de pilhas altamente especializadas e de uma membrana que actue como um filtro selectivo. Enquanto o sangue se move através de cada glomérulo, as toxinas e as moléculas pequenas podem passar completamente, quando as proteínas e outros componentes importantes forem mantidos na circulação sanguínea.

“Este processo de filtragem divide nos pacientes com desordens do rim. Mas porque nós não tivemos um bom modelo in vitro, nós ainda não conhecemos os mecanismos de ferimento ao glomérulo no CKD.”

Laura Perin, PhD, que é autor co-superior no estudo junto com Stefano a Dinamarca Sacco, PhD

O Dr. Perin e o Dr. a Dinamarca Sacco conduzem a pesquisa no laboratório de GOFARR para a pesquisa do órgão e a terapêutica regenerativas da pilha na urologia junto com o co-director Roger De Filippo, DM, no instituto de investigação do Saban de CHLA. O autor principal no estudo era research fellow pos-doctoral Astgik Petrosyan de CHLA. Junto, a equipe estuda a estrutura do glomérulo para compreender melhor como e porque sua capacidade para filtrar o sangue divide.

“Um grande desafio no campo da pesquisa do rim tem tentado replicate in vitro o glomérulo,” diz o Dr. a Dinamarca Sacco. “Em particular, a barreira glomerular da filtragem é muito difícil de recrear em um laboratório usando técnicas padrão.” Devido a isto, os estudos os mais publicados usaram uma membrana artificial entre as duas camadas da pilha. Quando o líquido puder ser trocado, as pilhas não podem comunicar-se através desta membrana da mesma forma que fazem biològica. “Isto conduz a um modelo que não filtre realmente correctamente,” ele explica.

Os desaparecidos componentes críticos das experiências actuais são um filtro que seja selectivo e permita uma comunicação apropriada da pilha-à-pilha. O Dr. a Dinamarca Sacco e o Dr. Perin expor para crescer pilhas saudáveis do rim em uma maneira que permitisse a barreira glomerular natural formar, apenas como faz no corpo. Usar-se especializada, recipientes subdivididos em compartimentos chamados Organoplates TM, os investigador fez exactamente aquela.

O resultado?

Um glomérulo modelo que funcionasse quase idêntica àquele encontrou em rins reais. Estão chamando este modelo, que é derivado inteiramente do tecido saudável, humano do rim, um glomérulo em uma microplaqueta.

Em um lado das pilhas, os investigador adicionam o líquido e, no outro lado, recolhem o que o “glomérulo” filtra, que é chamado o filtrado. Em sua experiência, os cientistas adicionaram o soro de sangue dos indivíduos saudáveis. Sem o uso de um filtro manufacturado, o glomérulo da equipe in vitro comportou-se como os rins humanos são esperados actuar: as proteínas permaneceram no soro quando as moléculas menores passaram no filtrado. “A barreira que nossas pilhas formadas naturalmente são selectivas, apenas porque estaria em um rim defuncionamento,” diz o Dr. a Dinamarca Sacco. “É notável.”

Este modelo representa um pulo substancial para a frente do padrão actual in vitro da pesquisa do rim. “Nosso sistema comporta-se como biològica, glomérulo physiologically correcto,” diz o Dr. Perin. “Isto abre a porta para que nós compreendam o que nós ainda não conhecemos - os mecanismos moleculars de ferimento no CKD e, mais importante, como impedir dano.”

Quando este pareceu um objetivo distante no passado, o Dr. a Dinamarca Sacco e o Dr. Perin são já de recriação e de estudo o estado da doença em seu modelo. Quando os investigador adicionaram o soro dos pacientes com CKD, encontraram que o glomérulo exibiu o mesmo tipo de dano observado clìnica: as proteínas começaram a escapar através do filtro comprometido. Os níveis da proteína medidos no filtrado experimental combinaram amostras clínicas pacientes do filtrado com uma correlação de aproximadamente 90%.

Esta descoberta pavimenta a maneira para aplicações clínicas numerosas. Na era de germinação da medicina personalizada, uma preparação tal como esta pode ser usada para examinar mecanismos moleculars de dano do rim em pacientes individuais. A progressão da doença pode então ser monitorada ao longo do tempo usando a amostra de série do sangue. O modelo podia igualmente ser usado selecionando drogas novas antes do teste clínico humano.