التوقيت هو كل شيء لبناء الكلى من الصفر

غسيل الكلى.. كيف يتم ومن يحتاجه (يونيو 2019).

Anonim

يمكن أن يكون الوصول في وقت مبكر أو متأخر له عواقب وخيمة على خلايا المرحلة المبكرة التي تتجمع لتشكيل كلية جديدة ، كما اكتشف فريق من الباحثين في جامعة جنوب كاليفورنيا.

أظهر العلماء كيف أن الخلايا الأولية التي تشكل وحدات تصفية الكلى ، والتي تسمى النيفرون ، تنضج إلى أنواع مختلفة تمامًا من الخلايا تعتمد على وقت وصولها إلى مشهد تكوين كليون. النتائج تظهر اليوم في الخلية التنموية .

يعزز هذا الاكتشاف فهم كيفية تجميع اللبنات لبناء أنسجة الكلى. المعرفة الحميمة لخلايا الكلى تساعد على تطوير الأدوية وعلاجها ، وتصنيع مكونات الكلى ، وفي نهاية المطاف ، بناء أعضاء جديدة. يعاني واحد من كل سبعة بالغين في الولايات المتحدة - أو 30 مليون شخص - من مرض مزمن في الكلى ، وفقاً للمراكز الأمريكية لمكافحة الأمراض (CDC).

وقال آندي ماكماهون ، مدير مركز إيلي وإديث العريض للطب التجديدي في جامعة جنوب كاليفورنيا وأبحاث الخلايا الجذعية في جامعة جنوب كاليفورنيا: "من خلال دراسة التطور الطبيعي لنفلون الإنسان ، نكتسب معلومات مهمة حول كيفية تكرار هذه العملية المعقدة في المختبر". "إن الأمل هو أن النيفرون المختبري يمكن أن يستخدم لدراسة عملية التطور ، وشاشة العلاجات المحتملة لعلاج المرض ، وفي نهاية المطاف توفير اللبنات الأساسية لتكوين الكلى الوظيفية للزراعة في المرضى."

قاد ماكماهون فريقًا من الباحثين يبنون مخططًا لكيفية تناسب الأجزاء معًا والعمل. واكتشف الباحثون أن التوقيت مهم للغاية ، حيث إن الوصول الدقيق للخلايا الأولية يملي شكلها ووظائفها في الكلية.

على وجه التحديد ، يستغرق الأمر نحو مليون نفرون لتشكيل كلية بشرية. ولاحظ العلماء أنه في كل مرة يتشكل فيها أحد هذه البنى ، تلتزم الخلايا السلفانية النجمية تدريجيا بأن تصبح أنواع مختلفة من الخلايا الناضجة وتلتصق بالنفلون النامي. تبدأ الـ NPCs التي تصل مبكراً داخل النيفون بالتفريق وتصبح "النبيب" ، الذي يتحكم في إعادة امتصاص المركبات الهامة مرة أخرى في الدم ويحمل البول بعيدًا. تتطور NPCs التي تحدث في وقت متأخر إلى "glomerulus" ، وهي البنية التي ترشح الدم.

يقول نيلس أو. ليندستروم ، المؤلف الرئيسي للدراسة وباحث في مركز أبحاث الخلايا الجذعية ، الذي هو جزء من مدرسة كيك للطب: "التوقيت أمر حاسم في تحديد نوع الخلايا الناضجة التي سيصبح كل منها". USC.

لإظهار أن تنبؤاتهم كانت دقيقة ، استخدم ليندستروم وزملاؤه NPCs الموصوفة وراثياً في كُلاَات الفئران ونماها تحت الميكروسكوب أثناء التقاط الصور بالتصوير الزمني المتقطع. سمح ذلك لهم بتوضيح كيفية تحرك أعضاء NPC تدريجيا إلى النيفرون المشكّلة حديثًا وتشغيل الجينات الخاصة بأنواع معينة من الخلايا.

من خلال العمل مع العلماء في وحدة البيولوجيا الجزيئية والحاسوبية في كلية USC Dornsife للآداب والفنون والعلوم ، طور العلماء تقنيات جديدة لتحليل وتفسير ما يعرف باسم "بيانات تسلسل الحمض النووي الريبي وحيد الخلية". تسلسل الحمض النووي الريبي في الخلية الواحدة هو تقنية جديدة تسمح للعلماء بتفكيك الأنسجة والأعضاء الكاملة ومراقبة نشاط الجينات في كل خلية. باستخدام هذه الطريقة ، قام الفريق بتوثيق كيفية تحول الخلايا غير المعدية إلى أنواع خلايا وسيطة ذات نشاط جيني معين ، والذي يحددها على أنها سلائف لأنواع خلايا ناضجة معينة.

لتحقيق التنوع الكامل لأنواع الخلايا في النيفرون ، عند محاولة زراعة الكلى في ظروف المختبر ، يحتاج العلماء إلى فهم كيفية تشكل هذه الأنواع من الخلايا الأولية في الظروف العادية في الجسم. يوفر تسلسل RNA ذي الخلية الواحدة رؤية لكل الجينات والمسارات الجينية التي يتم تنشيطها عند تشكل أنواع خلايا معينة في النيفرون.

الفشل الكلوي هو سبب رئيسي للوفاة للناس في الولايات المتحدة. حوالي 662،000 شخص يعيشون على غسيل الكلى المزمن أو مع زرع الكلى. الرجال أكثر عرضة بنسبة 64٪ من النساء للإصابة بمرض الكلى في نهاية المرحلة والمخاطرة بالنسبة للأميركيين الأفارقة أعلى أربع مرات مقارنة بالبيض ، وفقا لمركز السيطرة على الأمراض وصندوق الكلى الأمريكي.