'Mini-rene' strutture generate da cellule staminali umane per la prima volta

Marzo 21, 2016 Admin Salute 0 1
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Ora, un team di ricercatori guidato da scienziati del Salk Institute for Biological Studies ha sviluppato una nuova piattaforma per lo studio delle malattie renali, aprendo nuove strade per la futura applicazione di strategie di medicina rigenerativa per contribuire a ripristinare la funzione renale.

Per la prima volta, i ricercatori hanno generato Salk strutture renali tridimensionali di cellule staminali umane, aprendo nuove strade per lo studio dello sviluppo e le malattie dei reni e alla scoperta di nuovi farmaci che hanno come target le cellule renali umane. I risultati sono stati riportati 17 novembre a Nature Cell Biology.




Gli scienziati avevano creato precursori delle cellule renali che utilizzano cellule staminali appena nel la scorsa estate, ma la squadra Salk è stato il primo di convincere le cellule staminali umane in formazione di strutture cellulari tridimensionali simili a quelle che si trovano nei nostri reni.

"I tentativi di differenziare le cellule staminali umane in cellule renali hanno avuto un successo limitato", dice l'autore senior studio Juan Carlos Izpisua Belmonte, un professore in Gene Expression Laboratory di Salk e titolare della Cattedra Roger Guillemin. "Abbiamo sviluppato un metodo semplice ed efficace che permette la differenziazione delle cellule staminali umane in strutture 3D ben organizzate del bud ureterale (UB), che si sviluppa in seguito nel sistema dotto collettore."

I risultati Salk dimostrano per la prima volta che le cellule staminali pluripotenti (PSC) - cellule capaci di differenziarsi in molti tipi di cellule e tessuti che compongono il corpo - può fatto per svilupparsi in cellule simili a quelle che si trovano sul nascere ureterale, una struttura sviluppo precoce dei reni, e poi ulteriormente differenziato in strutture tridimensionali in colture di organi. Cellule UB formano le prime fasi della urinaria umana e organi riproduttivi durante lo sviluppo e successivamente si sviluppano in un condotto per il drenaggio delle urine dai reni. Gli scienziati compiuto questo con entrambe le cellule staminali embrionali umane e le cellule staminali pluripotenti indotte (iPSCs), le cellule umane dalla pelle che sono stati riprogrammati nel loro stato pluripotente.

Dopo aver generato iPSCs che hanno dimostrato le proprietà pluripotenti e sono stati in grado di differenziarsi in mesoderma, uno strato di cellule germinali da cui si sviluppano i reni, i ricercatori hanno fatto uso di fattori di crescita notoriamente essenziale durante lo sviluppo naturale dei nostri reni per la coltura di due iPSCs e le cellule staminali embrionali. La combinazione dei segnali provenienti da questi fattori di crescita, molecole che guidano la differenziazione delle cellule staminali in tessuti specifici, è sufficiente impegnare le cellule verso progenitori che presentano evidenti caratteristiche di cellule renali in soli quattro giorni.

I ricercatori hanno poi guidato queste cellule per ulteriormente differenziate in strutture di organi simili a quelli trovati sul nascere ureterale da loro coltura con cellule renali di topi. Ciò ha dimostrato che le cellule di topo sono stati in grado di fornire i segnali appropriati di sviluppo per consentire cellule staminali umane per formare strutture tridimensionali del rene.

Inoltre, il team di Izpisua Belmonte testato il loro protocollo su iPSCs da un paziente clinicamente diagnosticati con malattia renale policistica (PKD), una malattia genetica caratterizzata da molteplici, cisti piene di liquido, che possono portare a una riduzione della funzione renale e insufficienza renale. Essi hanno scoperto che la loro metodologia potrebbe produrre strutture renali da iPSCs di derivazione paziente.

A causa delle numerose manifestazioni cliniche della malattia, le terapie non genera- né a base di anticorpi sono approcci realistici per il trattamento di PKD. La tecnica del team di Salk potrebbe aiutare aggirare questo ostacolo e fornire una piattaforma affidabile per le aziende farmaceutiche e altri ricercatori che studiano terapie a base di droga per PKD e altre malattie renali.

"Le nostre strategie di differenziazione rappresentano la pietra angolare della modellazione malattia e studi scoperta di nuovi farmaci," dice l'autore principale dello studio Ignacio Sancho-Martinez, un socio di ricerca nel laboratorio del Izpisua Belmonte. "Le nostre osservazioni saranno aiutare a guidare i futuri studi sulle implicazioni cellulari precise PKD potrebbe svolgere nel contesto dello sviluppo del rene".

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