Doświadczalne modele chorób nerek u człowieka
prof. dr hab. med. Franciszek Kokot
Należy wspomnieć o 3 pracach przeglądowych opublikowanych w 2011 roku, podsumowujących znaczenie 3 modeli doświadczalnych dla wyjaśnienia niektórych nefropatii występujących u człowieka.
W wolno żyjącym nicieniu Caenorhabditis elegans o długości 1 mm stwierdzono występowanie genów kodujących homologi białek uczestniczących w patogenezie torbielowatości nerek, białkomoczu i raka nerki u człowieka. Ponadto wykazano, że układ wydalniczy tego pasożyta może być modelem dla badań funkcji transporterów i kanałów cewkowych w ludzkiej nerce.
Cagan podsumował stan wiedzy na temat nefrocytu muchy owocówki (Drosophila melanogaster) będącego doskonałym modelem doświadczalnym do badań nad strukturą i funkcją podocytów w nerce ludzkiej. Badania nad tym modelem doświadczalnym mogą wyjaśnić znaczenie zaburzeń w składzie i strukturze błon szczelinowatych w powstawaniu dysfunkcji i chorób tej struktury komórkowej w nerce człowieka (podocytopatie).
Pronephros popularnej ryby akwariowej – danio pręgowanego (Danio rerio) – stał się niezwykłym modelem doświadczalnym w badaniach biomedycznych. Embriony są przejrzyste i bardzo szybko się rozwijają. Już 48 godzin po zapłodnieniu widoczna jest większość narządów występujących u kręgowców. Ta mała rybka nadaje się doskonale do badań genetycznych powiązanych ze strukturą, czynnością i patofizjologią nerki kręgowców, w tym również nerki człowieka. Zmiany czynności genów kodujących podocyty, kanały jonowe i transportery oraz pierwotne rzęski komórek nabłonkowych są przyczyną upośledzenia czynności pronephros u tej ryby, podobnego do występującego u człowieka. Dlatego się sądzi, że dalsze badania pronephros u Danio rerio przyczynią się do szybkiego opracowania nowych strategii leczniczych w chorobach nerek u człowieka.
Biosztuczne cewki nerkowe
dr med. Robert Drabczyk
Stosowane obecnie w leczeniu nerkozastępczym techniki dializy są dalekie od doskonałości. Oczekuje się, że w przyszłości metody leczenia z wykorzystaniem komórek macierzystych będą podstawą medycyny regeneracyjnej, w tym u chorych z ESRD. Trwają również prace nad metodami leczenia z wykorzystaniem komórek cewek nerkowych w postaci urządzeń określanych jako „biosztuczne cewki nerkowe”.
Pierwsze próby klinicznego wykorzystania filtrów zawierających komórki cewek nerkowych przedstawiono w 2004 roku. Problemem trudnym dotychczas do pokonania było uzyskanie dużej liczby takich komórek o wydłużonym okresie namnażania i metabolicznego funkcjonowania. Duży krok do przodu został dokonany przez badaczy japońskich, którzy na łamach „Nephrology Dialysis Transplantation” przedstawili wyniki własnych prac na biosztucznymi cewkami nerkowymi. Opracowali oni metodę powtarzalnego, bezpiecznego (bez użycia onkogenów, wektorów oraz technik klonowania) zwiększenia liczby cykli podwojeń populacji ludzkich komórek cewek nerkowych bliższych z około 12 do 63. Komórki te namnażali w świetle syntetycznych kapilar o powierzchni 0,8 m2, a badania w mikroskopie skaningowym wykazały jednolitą warstwę pojedynczych komórek z obecnością mikrokosmków na powierzchni szczytowej. Badania in vitro wykazały dobrą czynność transportową dla wody, sodu i glukozy oraz zdolność do metabolizowania β2‑mikroglobuliny i toksyn mocznicowych zawartych w surowicy uzyskanej od osób z niewydolnością nerek.
W podsumowaniu autorzy stwierdzają, że przedstawiona metoda pozwala powtarzalnie wytwarzać biologicznie bezpieczne „biosztuczne cewki nerkowe” o dobrych wskaźnikach czynności w badaniach in vitro, co stanowi duży krok w rozwoju tkankowego leczenia zastępczego u pacjentów z ostrym uszkodzeniem nerek, a w dalszej przyszłości u leczonych przewlekłymi hemodializami.
Fragment artykułu opublikowanego w miesięczniku Medycyna Praktyczna 4/2012
