دریچه ای نو به سوی درک و درمان بیماری کلیه پلی کیستیک

عامل پیشرفت های بزرگ در تحقیقات بیماری کلیه پلی کیستیک

دانشگاه فناوری NTU سنگاپور (NTU Singapore) با موفقیت "کلیه های کوچک" را در آزمایشگاه رشد داده و آن ها را روی موش های زنده پیوند زده است که دیدگاه های جدیدی را در مورد نقص های متابولیک و درمان بالقوه برای بیماری کلیه پلی کیستیک ارائه می دهد.

تصویر ایمونوفلورسانس از یک ارگانوئید بیماری کلیه پلی کیستیک. از دانشگاه فناوری سنگاپور(NTU Singapore) "کلیه های کوچک" یا ارگانوئیدهای کلیه، ساختارهای شبیه کلیه هستند که در آزمایشگاه با استفاده از سلول های بنیادی رشد می کنند. در این مطالعه که توسط دانشکده پزشکی لی کنگ چیان (LKCMedicine) دانشگاه NTU رهبری شد، محققان ارگانوئیدها را با استفاده از سلول های پوستی به دست آمده از بیماران مبتلا به بیماری کلیه پلی کیستیک (PKD) که یک نوع شایع بیماری ژنتیکی است که از هر 1000 نفر در همه نژادها را تحت تاثیر قرار می دهد، رشد دادند.

بیماران مبتلا به PKD اغلب بین دهه 50 و 60 زندگی خود به بیماری کلیوی مرحله نهایی مبتلا می شوند و گزینه های درمانی استاندارد موجود دیالیز یا پیوند کلیه است. با این حال، دیالیز به طور قابل توجهی کیفیت زندگی بیمار را به خطر می اندازد، در حالی که به دست آوردن کلیه پیوندی می تواند چالش برانگیز باشد. یکی دیگر از گزینه ها داروی تولواپتان تایید شده توسط سازمان غذا و دارو (FDA) است که بسیار پرهزینه است و عوارض جانبی شدیدی روی کبد دارد.

تصویر میکروسکوپی از ارگانوئیدهای کلیوی کیستیک مشتق شده از سلول های بنیادی پرتوان القایی بیمار. منبع: دانشگاه فناوری سنگاپور(NTU Singapore)
برای رفع نیاز به درمان موثرتر برای بیماران مبتلا بهPKD ، تیم تحقیقاتی NTU با پیوند دادن "کلیه های کوچک" تازه توسعه یافته خود به موش ها، سعی در درک بهتر این بیماری داشتند.

مطالعات قبلی روی "کلیه های کوچک"کشت داده شده در ظروف انجام می شد که تنها می توانست بخشی از ساختار و عملکرد کلیه را تقلید کند. دانشمندان NTU این "کلیه های کوچک" را به موش های زنده پیوند زدند تا ویژگی های آسیب شناسی بیماری کلیه، از جمله جریان خون، حرکت مایعات (مایع توبولار) و ارتباط سلولی با سایر اندام ها را به طور جامع تکرار کنند.

استاد راهنما، دکتر شیائو یان از دانشکده پزشکی LKCMedicine گفت: "پیوند ارگانوئید کلیه در موش ها، رویکردی پیچیده از نظر فیزیولوژیکی را برای مطالعه بیماری کلیه پلی کیستیک در اختیار ما قرار داد، زیرا توانستیم با موفقیت ویژگی های حیاتی بیماری را مشابه آنچه در بیماران کلیوی انسانی مشاهده می شود، تقلید کنیم".

ویژگی های حیاتی بیماری شامل ناهنجاری هایی مانند تشکیل خود به خود کیست در کلیه ها و آسیب بعدی به لوله های ریز آن بود.

اعضای تحقیقاتی دانشکده پزشکی لی کنگ چیان (LKCMedicine) عبارتند از ایستاده، راست به چپ : لیو مِنگ، همکار پژوهشی؛ دکتر ژانگ چائو، پژوهشگر همکار؛ نشسته، راست به چپ : دکتر فو جیا نی، استادیار؛ و دکتر شیائو یان، استادیار.

نوآوری در تحقیقات درمانPKD

در مطالعه خود که در مجله علمی Cell Stem Cell گزارش شده است، تیم تحقیقاتی NTU گفتند که بر این باورند "کلیه های کوچک" پیوند شده آنها کیفیت بالایی دارند زیرا کیست ها حتی پس از خارج شدن از موش های زنده برای بررسی های بیشتر در یک ظرف، بدون تحریک استرس اضافی یا مواد شیمیایی همچنان باقی می مانند. برعکس، ارگانوئیدهای کلیوی قبلی که در ظروف کشت داده می شوند بدون تحریک استرس نمی توانند کیست تشکیل دهند.

دکتر فو جیا نی، همکار محقق در دانشکده پزشکیLKCMedicine ، گفت: "شباهت بین تظاهرات بیماری مشاهده شده در مدل کلیه کوچک پیوند شده ما و تجربیات واقعی بیماران مبتلا به بیماری کلیه پلی کیستیک نشان می دهد که رشد ارگانوئیدهای کلیه و پیوند آنها به موش های زنده می تواند در مطالعه بیماری و ابزاری مفید برای آزمایش درمان های جدید مفید باشد".

اختلالات متابولیک در بیماری کلیه پلی کیستیک

دانشمندان مدت هاست می دانند که ناهنجاری ها در ساختاری روی سلول های کلیه یا مژک اولیه باعث ایجاد کیست در کلیه ها می شود. با این حال، آزمایش برای درک مکانیسم تنظیمی و رابطه بین مژک اولیه و متابولیسم سلولی (اتوفاژی) در موش های زنده مبتلا به PKD تا به حال امکان پذیر نبوده است.

محققان با بررسی روند PKD در موش های زنده و آزمایش مسیرهای سلولی، شواهدی یافتند که تقویت اتوفاژی می تواند شدت کیست ها را در کلیه های کوچک کاهش دهد.

پس از اثبات اینکه تقویت اتوفاژی می تواند کیست ها را کاهش دهد، دانشمندان NTU فهرستی از 22 دارو را که به دلیل تأثیرشان بر متابولیسم سلولی شناخته شده بودند، انتخاب کرده و آنها را در آزمایشگاه آزمایش کردند. نتایج نشان داد که مینوکسیدیل، یک داروی بالینی که به طور گسترده برای درمان فشار خون و ریزش مو استفاده می شود، به طور موثر تشکیل کیست را در مدل جدید موش کاهش می دهد.

پیامدها و مطالعات آتی

دکتر شیائو یان گفت: "مطالعه ما نشان داده است که چگونه کیست های موجود در کلیه های مبتلا به بیماری پلی کیستیک را می توان با تقویت اتوفاژی کاهش داد، که نشان می دهد این می تواند یک درمان امیدوارکننده برای PKD باشد. علاوه بر این، ایمنی بالینی اثبات شده مینوکسیدیل ممکن است به استفاده مجدد سریع آن برای درمان بیماران PKD در کلینیک کمک کند. با این حال، تحقیقات بیشتری برای اثبات این پتانسیل مورد نیاز است".

دکتر نگ کار هوی، استادیار و مشاور ارشد، بخش نفرولوژی کودکان، دیالیز و پیوند کلیه، بخش اطفال، موسسه پزشکی کودکان ملی خو تک پوت - دانشگاه ملی، بیمارستان دانشگاه ملی، به عنوان یک کارشناس مستقل اظهار نظر کرد که "بیماری کلیه پلی کیستیک یکی از بزرگترین علل بیماری های مزمن کلیه در بین بزرگسالان است. یک درمان موثر به طور بالقوه می تواند تعداد رو به افزایش افراد مبتلا به نارسایی کلیه در سنگاپور را بهبود بخشد. ایجاد چنین مدل هایی در موجودات زنده ما را یک قدم به یافتن گزینه های درمانی بیشتر نزدیک می کند".

در مطالعات بعدی، تیم NTU کارایی مینوکسیدیل را آزمایش کرده و مدل های کلیه کوچک را برای بررسی سایر بیماری های کلیوی نوظهور بدون زیربنای ژنتیکی قوی، مانند بیماری کلیوی دیابتی، تطبیق خواهند داد.