Περίπου 10% του παγκόσμιου πληθυσμού πάσχει από χρόνια νεφρική νόσο και περισσότεροι από 2 εκατομμύρια άνθρωποι υποβάλλονται σε αιμοκάθαρση ή μεταμόσχευση νεφρού. Παρόλα αυτά, δεν υπάρχει θεραπευτική αγωγή, ενώ η έλλειψη μοσχευμάτων νεφρού είναι τεράστια.
Τα νεφρά αποτελούν ζωτικό όργανο που είναι υπεύθυνο για τη διατήρηση της ομοιόστασης, δηλαδή της κατάστασης που επιτρέπει στον οργανισμό να είναι υγιής, «διορθώνοντας» τις βλάβες που κατά καιρούς παρουσιάζονται στη διάρκεια της ζωής μας.
Η δημιουργία νεφρού, με σύνθετες δομές και λειτουργίες, αντίστοιχες του φυσικού, μέχρι τώρα ήταν ένα άπιαστο όνειρο, όμως οι πρόσφατες ανακαλύψεις κάνουν ένα σημαντικό βήμα πιο κοντά προς αυτή την κατεύθυνση.
Ήδη το 2014, στο Πανεπιστήμιο Κουμαμότο της Ιαπωνίας, οι ερευνητές κατάφεραν να αναπτύξουν οργανοειδή ανθρώπινου νεφρού. Αυτά μέχρι στιγμής έχουν χρησιμοποιηθεί στην έρευνα για μοντελοποίηση ασθενειών και την αναζήτηση φαρμάκων, καθώς εξακολουθούν να μην εξασφαλίζουν την πλήρη δομή και οι λειτουργίες τους είναι ανεπαρκείς.
Τώρα, οι ίδιοι επιστήμονες σημείωσαν μια σημαντική ανακάλυψη στην αναγεννητική ιατρική, δημιουργώντας με επιτυχία οργανοειδή λειτουργικού ιστού ουρητήρα – που προσομοιάζουν το ουροποιητικό σύστημα – από πολυδύναμα βλαστοκύτταρα.
Το επίτευγμα αυτό φέρνει τους ερευνητές ένα βήμα πιο κοντά στην ανάπτυξη νεφρών που κατά τη μεταμόσχευσή τους, θα είναι ικανά να παράγουν και να αποβάλλουν ούρα.
Η σχετική μελέτη αποτελεί σημαντικό ορόσημο στο έργο «Διεθνής Κορυφαία Έρευνα: Δημιουργία Νεφρού», που υποστηρίζεται από την Ιαπωνική Εταιρεία για την Προώθηση της Επιστήμης (JSPS). Το Πανεπιστήμιο Κουμαμότο μετέχει ως το βασικό ίδρυμα για αυτήν την αναγνωρισμένου κύρους πρωτοβουλία, η οποία διευθύνεται από τον καθηγητή Ριουίτσι Νισινακαμούρα.
Στο έργο μετέχει ένα παγκόσμιο δίκτυο ερευνητών τόσο από την Ιαπωνία όσο και από το εξωτερικό, με στόχο όχι μόνο την επίτευξη του στόχου της δημιουργίας μεταμοσχεύσιμων οργανοειδών νεφρού μέσω πρωτοποριακών επιστημονικών ανακαλύψεων, αλλά και την καλλιέργεια της επόμενης γενιάς νέων επιστημόνων.
Οι πρόσφατες εξελίξεις στη βιολογία των βλαστοκυττάρων έχουν επιτρέψει τη δημιουργία τεχνητών ιστών νεφρού από πολυδύναμα βλαστοκύτταρα. Η ομάδα του καθηγητή Νισινακαμούρα από το Τμήμα Ανάπτυξης Νεφρών του Ινστιτούτου Μοριακής Εμβρυολογίας και Γενετικής του Πανεπιστημίου Κουμαμότο έχει πρωτοπορήσει σε νέες μεθόδους για την δημιουργία προγονικών κυττάρων που αποτελούν το νεφρό από πολυδύναμα βλαστοκύτταρα. Αυτές οι μέθοδοι έχουν χρησιμοποιηθεί με επιτυχία για τη δημιουργία νεφρών με σύνθετες τρισδιάστατες δομές (δομές ανώτερης τάξης) από εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα ποντικού. Ωστόσο, αυτά τα οργανοειδή νεφρού δεν διαθέτουν ουρητήρα, γεγονός που έχει εμποδίσει την εφαρμογή τους στην ιατρική των μεταμοσχεύσεων.
Ο ουρητήρας αποτελείται από δύο διακριτά διαμερίσματα ιστού: το επιθήλιο του ουρητήρα και το περιβάλλον στρώμα του ουρητήρα. Η ανάπτυξη του ουρητήρα είναι αποτέλεσμα των αλληλεπιδράσεων μεταξύ αυτών των συστατικών. Παρόλο που έχουν αναφερθεί αρκετές μέθοδοι για την ανάπτυξη προγόνων του επιθηλίου του ουρητήρα, δεν υπάρχει ακόμη μια παγκοσμίως αποδεκτή μέθοδος για την δημιουργία του στρώματος του ουρητήρα.
Ο ουρητήρας, είναι ο κρίσιμος σωλήνας που μεταφέρει ούρα από τα νεφρά στην ουροδόχο κύστη. Χωρίς αυτόν, τα οργανοειδή νεφρού δεν είχαν την ικανότητα να προσομοιώνουν την πλήρη λειτουργία των οργάνων, γεγονός που αποτελούσε σημαντικό εμπόδιο για μελλοντικές εφαρμογές μεταμόσχευσης.
Τώρα, η ομάδα του καθηγητή Νισινακαμούρα, δημιούργησε με επιτυχία ιστούς ουρητήρα από πολυδύναμα βλαστοκύτταρα, με την ενσωμάτωση παραχθέντων προγονικών κυττάρων στρώματος ουρητήρα και επιθηλιακών συστατικών που προέρχονται από έμβρυα ποντικού ή παρασκευασμένα επιθηλιακά προγονικά κύτταρα ουρητήρα. Όταν αυτοί οι τύποι κυττάρων συνδυάστηκαν, αυτοοργανώθηκαν σε περισταλτικά συστελλόμενες δομές ουρητήρα τριών στρωμάτων. Ορισμένα οργανοειδή εμφάνισαν ακόμη και ρυθμικές συσπάσεις αντίστοιχες με αυτές που συμβαίνουν κατά τη φυσική ροή των ούρων.
Σημαντικό είναι επίσης το γεγονός ότι οι ερευνητές μοντελοποίησαν γενετικές διαταραχές του ουρητήρα χρησιμοποιώντας κύτταρα με μεταλλάξεις TBX18, οι οποίες οδήγησαν σε μειωμένη ανάπτυξη ιστών, προσφέροντας μια πολλά υποσχόμενη πλατφόρμα για τη μελέτη συγγενών παθήσεων του ουροποιητικού συστήματος.
«Αυτή είναι η πρώτη φορά που μια δομή ουρητήρα έχει κατασκευαστεί εξ ολοκλήρου από πολυδύναμα βλαστοκύτταρα», δήλωσε ο καθηγητής Νισινακαμούρα, σημειώνοντας ότι: «Συνδυάζοντας τη δομή αυτή με τα οργανοειδή νεφρών που έχουμε αναπτύξει, μπορεί να επιτρέψει την κατασκευή μεταμοσχεύσιμων νεφρών που θα μπορούν να παράγουν και να αποβάλλουν ούρα – σηματοδοτώντας ένα σημαντικό βήμα προς τις αναγεννητικές θεραπείες επόμενης γενιάς».
*Απότ ην Άννα Παπαδομαρκάκη
