Η απώλεια αλατιού και σωματικών υγρών μπορεί να διεγείρει την αναγέννηση και την επιδιόρθωση των νεφρών σε ποντίκια, σύμφωνα με μια νέα μελέτη με επικεφαλής τον επιστήμονα βλαστοκυττάρων του University of Southern California Janos Peti-Peterdi και δημοσιεύτηκε στο Journal of Clinical Investigation.
Αυτή η έμφυτη αναγεννητική απόκριση βασίζεται σε έναν μικρό πληθυσμό νεφρικών κυττάρων σε μια περιοχή γνωστή ως πυκνή ωχρά κηλίδα (MD: macula densa), η οποία ανιχνεύει το αλάτι και ασκεί έλεγχο στη διήθηση, την έκκριση ορμονών και άλλες βασικές λειτουργίες αυτού του ζωτικού οργάνου.
«Η προσωπική και επαγγελματική μας αποστολή είναι να βρούμε μια θεραπεία για τη νεφρική νόσο, μια αυξανόμενη παγκόσμια επιδημία που επηρεάζει έναν στους 7 ενήλικες, η οποία μεταφράζεται σε 850 εκατομμύρια ανθρώπους παγκοσμίως ή περίπου 2 εκατομμύρια στην περιοχή του Λος Άντζελες», δήλωσε ο Peti-Peterdi καθηγητής φυσιολογίας, νευροεπιστήμης και ιατρικής στο Keck School of Medicine του USC. «Προς το παρόν, δεν υπάρχει θεραπεία για αυτή τη σιωπηλή ασθένεια. Μέχρι τη στιγμή που διαγιγνώσκεται η νεφρική νόσος, τα νεφρά έχουν υποστεί ανεπανόρθωτη βλάβη και τελικά χρειάζονται θεραπείες υποκατάστασης, όπως αιμοκάθαρση ή μεταμόσχευση».
Για την αντιμετώπιση αυτής της αυξανόμενης επιδημίας, ο Peti-Peterdi, η πρώτη συγγραφέας Georgina Gyarmati και οι συνάδελφοί τους ακολούθησαν μια εξαιρετικά μη παραδοσιακή προσέγγιση. Σε αντίθεση με τη μελέτη του τρόπου με τον οποίο τα άρρωστα νεφρά αποτυγχάνουν να αναγεννηθούν, οι επιστήμονες εστίασαν στο πώς εξελίχθηκαν αρχικά τα υγιή νεφρά.
«Από την προοπτική της εξελικτικής βιολογίας, η πρωτόγονη δομή των νεφρών του ψαριού μετατράπηκε σε πιο περίπλοκους και πιο λειτουργικούς νεφρούς για να απορροφήσει περισσότερο αλάτι και νερό», δήλωσε ο Peti-Peterdi. «Αυτό ήταν απαραίτητο για την προσαρμογή στο ξηρό περιβάλλον όταν τα ζωικά είδη μετακινήθηκαν από το πλούσιο σε αλάτι θαλασσινό νερό. Και γι’ αυτό τα πουλιά και τα θηλαστικά έχουν αναπτύξει κύτταρα ωχράς κηλίδας και αυτή την όμορφη, μεγαλύτερη και πιο αποτελεσματική δομή νεφρού για να διατηρηθούν και να προσαρμοστούν λειτουργικά. Αυτοί είναι οι μηχανισμοί που στοχεύουμε και προσπαθούμε να μιμηθούμε στην ερευνητική μας προσέγγιση».
Έχοντας κατά νου αυτήν την εξελικτική ιστορία, η ερευνητική ομάδα τάισε εργαστηριακά ποντίκια με μια δίαιτα πολύ χαμηλής περιεκτικότητας σε αλάτι, μαζί με ένα συνταγογραφούμενο φάρμακο που ονομάζεται αναστολέας του μετατρεπτικού ενζύμου της αγγειοτασίνης (ΑΜΕΑ ή ACE inhibitor) που μειώνει περαιτέρω τα επίπεδα αλατιού και υγρών. Τα ποντίκια ακολούθησαν αυτό το σχήμα για έως και δύο εβδομάδες, καθώς οι δίαιτες με εξαιρετικά χαμηλή περιεκτικότητα σε αλάτι μπορούν να προκαλέσουν σοβαρά προβλήματα υγείας εάν συνεχιστούν μακροπρόθεσμα.
Ο νεφρός περιέχει κύτταρα ωχράς κηλίδας (πράσινα/κίτρινα), τα οποία ενορχηστρώνουν την αναγέννηση των νεφρών.
Στην περιοχή του κυττάρων ωχράς κηλίδας, οι επιστήμονες παρατήρησαν αναγεννητική δραστηριότητα, την οποία μπορούσαν να εμποδίσουν χορηγώντας φάρμακα που παρενέβαιναν στα σήματα που στέλνουν αυτά τα κύτταρα. Αυτό υπογράμμισε το βασικό ρόλο τους στην ενορχήστρωση της αναγέννησης.
Όταν οι επιστήμονες ανέλυσαν περαιτέρω τα κύτταρα ωχράς κηλίδας ποντικού, εντόπισαν τόσο γενετικά όσο και δομικά χαρακτηριστικά που ήταν εκπληκτικά παρόμοια με τα νευρικά κύτταρα. Αυτό είναι ένα ενδιαφέρον εύρημα, γιατί τα νευρικά κύτταρα παίζουν βασικό ρόλο στη ρύθμιση της αναγέννησης άλλων οργάνων όπως το δέρμα.
Στα κύτταρα ωχράς κηλίδας του ποντικιού, οι επιστήμονες εντόπισαν συγκεκριμένα σήματα από ορισμένα γονίδια, συμπεριλαμβανομένων των Wnt, NGFR και CCN1, τα οποία θα μπορούσαν να ενισχυθούν με μια δίαιτα χαμηλή σε αλάτι για την αναγέννηση της δομής και της λειτουργίας των νεφρών. Σύμφωνα με αυτά τα ευρήματα σε ποντίκια, η δραστηριότητα του CCN1 βρέθηκε να είναι πολύ μειωμένη σε περίπτωση χρόνιας νεφρικής νόσου.
Για να δοκιμάσουν τις θεραπευτικές δυνατότητες αυτών των ανακαλύψεων, οι επιστήμονες χορήγησαν CCN1 σε ποντίκια με έναν τύπο χρόνιας νεφρικής νόσου που είναι γνωστή ως εστιακή τμηματική σπειραματοσκλήρωση. Αντιμετώπισαν επίσης αυτά τα ποντίκια με κύτταρα ωχράς κηλίδας που αναπτύχθηκαν σε συνθήκες χαμηλής περιεκτικότητας σε αλάτι.
Και οι δύο προσεγγίσεις ήταν επιτυχείς. Η θεραπεία με κύτταρα ωχράς κηλίδας προκαλεί τις μεγαλύτερες βελτιώσεις στη δομή και τη λειτουργία των νεφρών. Αυτό μπορεί να οφείλεται στο ότι τα κύτταρα αυτά εκκρίνουν όχι μόνο CCN1, αλλά και επιπλέον άγνωστους παράγοντες που προάγουν την αναγέννηση των νεφρών.
«Αισθανόμαστε πολύ έντονα τη σημασία αυτού του νέου τρόπου σκέψης για την επισκευή και την αναγέννηση των νεφρών», δήλωσε ο Peti-Peterdi. «Και είμαστε απόλυτα πεπεισμένοι ότι αυτό ελπίζουμε ότι θα καταλήξει σύντομα σε μια πολύ ισχυρή και νέα θεραπευτική προσέγγιση».
Περισσότερες πληροφορίες: Georgina Gyarmati et al, Neuronally differentiated macula densa cells regulate tissue remodeling and regeneration in the kidney, Journal of Clinical Investigation (2024). DOI: 10.1172/JCI174558.
