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Los científicos demuestran un modelo in vitro del riñón

Los riñones trabajan para filtrar constante sangre y para quitar las toxinas de la carrocería. Las condiciones tales como enfermedad de riñón crónica (CKD) son caracterizadas por una capacidad reducida de realizar esta función esencial. La incidencia de la CKD está creciendo y más de 1,4 millones de individuos dependen del trasplante de la diálisis o del riñón para la supervivencia. El revelado de nuevos tratamientos requiere una comprensión de los mecanismos de la progresión de la enfermedad, pero los científicos no han podido modelar exacto la filtración del riñón in vitro - hasta ahora.

En un estudio del punto de referencia en tierra publicado en comunicaciones de la naturaleza, los científicos en el hospital de niños Los Ángeles demuestran un modelo in vitro del riñón que podría cambiar el curso de la investigación para las enfermedades como la CKD.

El riñón contiene las estructuras especializadas llamadas los glomérulos. Dentro de cada glomérulo es una barrera de la filtración compuesta de dos capas delgadas de células sumamente especializadas y de una membrana que actúe como filtro selectivo. Mientras que la sangre se mueve a través de cada glomérulo, las toxinas y las pequeñas moléculas pueden pasar a través, mientras que las proteínas y otros componentes importantes se mantienen la circulación sanguínea.

“Este proceso de filtración analiza en pacientes con desordenes del riñón. Pero porque no hemos tenido un buen modelo in vitro, todavía no conocemos los mecanismos del daño al glomérulo en la CKD.”

Laura Perin, doctorado, que es autor co-mayor en el estudio junto con Stefano DA Sacco, doctorado

El Dr. Perin y el Dr. DA Sacco conducto la investigación en el laboratorio de GOFARR para la investigación del órgano y la terapéutica regeneradoras de la célula en urología junto con el codirector Rogelio De Filippo, Doctor en Medicina, en el instituto de investigación de Saban de CHLA. El autor importante en el estudio era profesor investigador postdoctoral Astgik Petrosyan de CHLA. Junto, las personas estudian la estructura del glomérulo para entender mejor cómo y porqué su capacidad de filtrar sangre analiza.

“Un gran reto en el campo de la investigación del riñón ha estado intentando replegar el glomérulo in vitro,” dice al Dr. DA Sacco. “Particularmente, la barrera glomerular de la filtración es muy difícil de reconstruir en un laboratorio usando técnicas estándar.” Debido a esto, los estudios publicados han utilizado una membrana artificial entre las dos capas de la célula. Mientras que el líquido puede ser intercambiado, las células no pueden comunicar a través de esta membrana que lo hacen de la misma manera biológico. “Esto da lugar a un modelo que no filtre realmente correctamente,” él explica.

Los desaparecidos componentes críticos de experimentos actuales son un filtro que es selectivo y permite la comunicación apropiada de la célula-a-célula. El Dr. DA Sacco y el Dr. Perin se establecieron para crecer las células sanas del riñón de una manera que permitió para que la barrera glomerular natural forme, apenas como hace en la carrocería. Usando los contenedores especializados, compartimentados llamados Organoplates TM, los investigadores hicieron exactamente eso.

¿El resultado?

Un glomérulo modelo que funciona casi idénticamente a eso encontró en riñones reales. Están llamando este modelo, que se deriva totalmente de tejido sano, humano del riñón, un glomérulo en una viruta.

En un lado de las células, los investigadores agregan el líquido y, en el otro lado, cerco lo que filtra el “glomérulo”, que se llama el líquido filtrado. En su experimento, los científicos agregaron el suero de sangre de individuos sanos. Sin el uso de un filtro manufacturado, el glomérulo in vitro de las personas se comportó como se prevee que actúen los riñones humanos: las proteínas permanecían en el suero mientras que moléculas más pequeñas pasaron en el líquido filtrado. “La barrera que nuestras células formadas naturalmente son selectivas, apenas pues estaría en un riñón de completo-funcionamiento,” dice al Dr. DA Sacco. “Es notable.”

Este modelo representa un salto sustancial adelante del patrón actual de la investigación in vitro del riñón. “Nuestro sistema se comporta como biológico, glomérulo fisiológico correcto,” dice al Dr. Perin. “Esto abre la puerta para que entendamos lo que todavía no conocemos - los mecanismos moleculares del daño en la CKD y, más importantemente, cómo prevenir daño.”

Mientras que esto parecía una meta distante en el pasado, el Dr. DA Sacco y el Dr. Perin son ya de reconstrucción y que estudian del estado de la enfermedad en su modelo. Cuando los investigadores agregaron el suero de pacientes con la CKD, encontraron que el glomérulo exhibió el mismo tipo de daño observado clínico: las proteínas comenzaron a escaparse a través del filtro comprometido. Los niveles de la proteína medidos en el líquido filtrado experimental igualaron muestras clínicas pacientes del líquido filtrado con una correlación del aproximadamente 90%.

Esta ruptura pavimenta la manera para los usos clínicos numerosos. En la era que brota de remedio personalizado, una preparación tal como esto se puede utilizar para examinar mecanismos moleculares del daño del riñón en pacientes individuales. La progresión de la enfermedad se puede entonces vigilar en un cierto plazo usando el muestreo serial de la sangre. El modelo se podía también utilizar para revisar las nuevas drogas antes de la prueba clínica humana.