Εμφυτεύσιμο νεφρό αρουραίου δίνει ελπίδες σε νεφροπαθείς
Με ένα εργαστηριακό νεφρό αρουραίου, ερευνητές κατόρθωσαν να παράξουν με επιτυχία ούρα, τόσο μέσα στο εργαστήριο, όσο και με τη μεταμόσχευσή του σε έμβια όντα.
Στην αναφορά τους, που προδημοσιεύτηκε στην διαδικτυακή έκδοση του περιοδικού Nature Medicine, ερευνητές του Γενικού Νοσοκομείου της Μασαχουσέτης, περιγράφουν τη δημιουργία λειτουργικών νεφρικών υποκατάστατων βασισμένων στη δομή των οργάνων του δωρητή από τον οποίο είχαν αφαιρεθεί ζωντανά κύτταρα, μια μέθοδος που προηγουμένως είχε χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή τεχνητής καρδιάς, πνευμόνων και ήπατος.
«Αυτό που είναι μοναδικό σ’ αυτή τη νέα προσέγγιση είναι το γεγονός ότι η αρχιτεκτονική του φυσικού οργάνου προστατεύεται έτσι ώστε το μόσχευμα που προκύπτει να μπορεί να μεταμοσχευθεί όπως ακριβώς ένα νεφρό δότη και να συνδεθεί με το αγγειακό και το ουροποιητικό σύστημα του παραλήπτη», λέει ο Χάραλντ Οτ, διδακτορικός καθηγητής του Κέντρου Αναγεννητικής Ιατρικής, βασικός συγγραφέας της μελέτης.
«Εάν αυτή η τεχνολογία μπορεί να κλιμακωθεί σε ανθρωπίνου μεγέθους μοσχεύματα, οι ασθενείς που υποφέρουν από νεφρική ανεπάρκεια και περιμένουν σήμερα το νεφρό ενός δότη, αλλά ακόμα κι εκείνοι που δεν είναι υποψήφιοι για μεταμόσχευση, θα μπορούν θεωρητικά να λάβουν τα νέα όργανα που θα προέρχονται από τα δικά τους κύτταρα».
Περίπου 18.000 μεταμοσχεύσεις νεφρών πραγματοποιούνται κάθε χρόνο στις ΗΠΑ, αλλά άλλες 100.000 Αμερικανοί που βρίσκονται στο τελικό στάδιο της νεφρικής νόσου εξακολουθούν να περιμένουν για έναν δωρητή οργάνου. Ακόμα και αυτοί οι τυχεροί που πρόκειται να κάνουν μεταμόσχευση είναι υποχρεωμένοι για όλη τη διάρκεια της ζωής τους να λαμβάνουν ανοσοκατασταλτικά φάρμακα, τα οποία ενέχουν πολλούς κινδύνους για τη ζωή τους, χωρίς να μπορεί να εξαλειφθεί πλήρως η πιθανότητα απόρριψης του οργάνου.
Η μέθοδος που χρησιμοποιήθηκε σ’ αυτή τη μελέτη κατασκευής οργάνων – δωρητών βασίζεται σε μια τεχνολογία που ο Οτ ανακάλυψε ως ερευνητής στο Πανεπιστήμιο της Μινεσότα και περιλαμβάνει την απογύμνωση των ζωντανών κυττάρων από έναν δωρητή οργάνου με ένα καθαριστικό διάλυμα και την επανάκτηση των πρωτεϊνών του κολλαγόνου που παραμένει με τον κατάλληλο κυτταρικό τύπο – στην προκειμένη περίπτωση χρησιμοποιήθηκαν ανθρώπινα ενδοθηλιακά κύτταρα για να αντικαταστήσουν την επένδυση του αγγειακού συστήματος και τα νεφρικά κύτταρα νεογέννητων αρουραίων.
Η ερευνητική ομάδα πρώτα απογύμνωσε τα κύτταρα των νεφρών των αρουραίων για να σιγουρευτεί πως θα διατηρηθεί η πολύπλοκη δομή του οργάνου. Παράλληλα, έδειξε την τεχνική σε μεγαλύτερη κλίμακα, απογυμνώνοντας κύτταρα από νεφρά ανθρώπων και χοίρων.
Εξασφάλισαν επίσης πως τα κατάλληλα κύτταρα τοποθετήθηκαν στα σωστά τμήματα της δομής του κολλαγόνου που απαιτούνται για να παραδοθούν τα αγγειακά κύτταρα μέσω της νεφρικής αρτηρίας και τα νεφρικά κύτταρα μέσω του ουρητήρα. Προσαρμόζοντας με ακρίβεια την πίεση των διαλυμάτων, επέτρεψαν στα κύτταρα να διασπαρθούν μέσω του συνόλου των οργάνων τα οποία στη συνέχεια καλλιεργήθηκαν σε έναν βιοαντιδραστήρα για περισσότερες από 12 ημέρες. Οι ερευνητές τσεκάρισαν αρχικά την εποίκηση των οργάνων σε μια συσκευή που πέρασε στο αίμα μέσω του αγγειακού συστήματος και στη συνέχεια αποστραγγίστηκε από κάθε σταγόνα ούρων. Η δοκιμή αποκάλυψε στοιχεία περιορισμένου φιλτραρίσματος του αίματος, μοριακή δραστηριότητα και παραγωγή ούρων.
Οι εργαστηριακοί νεφροί μεταμοσχεύτηκαν σε ζωντανούς αρουραίους, από τους οποίους είχε αφαιρεθεί το ένα νεφρό και άρχισαν να παράγουν ούρα αμέσως μόλις αποκαταστάθηκε η παροχή αίματος, χωρίς ενδείξεις αιμορραγίας ή σχηματισμού θρόμβων. Η φυσιολογική λειτουργία των αναγεννημένων νεφρών ήταν σημαντικά μειωμένη συγκριτικά με ένα φυσιολογικό υγιές νεφρό, κάτι που οι ερευνητές αποδίδουν στην ανωριμότητα των κυττάρων του νεογνού που χρησιμοποιήθηκε για να ανασυσταθεί η δομή.
«Περαιτέρω βελτίωση των κυτταρικών τύπων που θα χρησιμοποιούν για σπορά και επιπλέον ωρίμανση της καλλιέργειας θα μας επιτρέψει να πετύχουμε ένα πιο λειτουργικό όργανο», λέει ο Οτ. «Βασισμένοι στις αρχικές ενδείξεις ελπίζουμε ότι τα εργαστηριακά νεφρά θα μπορέσουν κάποια μέρα να αντικαταστήσουν πλήρως τη νεφρική λειτουργία, όπως ακριβώς συμβαίνει με τα νεφρά των δωρητών. Σε έναν ιδανικό κόσμο τα μοσχεύματα θα μπορούν να παραχθούν σε πρώτη ζήτηση από τα κύτταρα του ίδιου του ασθενή κι αυτό θα βοηθήσει να ξεπεράσουμε, τόσο το πρόβλημα έλλειψης οργάνων, όσο και την χρόνια ανοσοκαταστολή».