Un equipo de investigadores de la USC descubrió que llegar temprano o tarde puede tener grandes consecuencias para las células en etapa temprana que se unen para formar un nuevo riñón.
Los científicos mostraron cómo las células progenitoras que forman las unidades de filtrado del riñón, llamadas nefronas, maduran en tipos de células completamente diferentes según el momento en que llegan a la escena de la formación de nefronas. Los resultados aparecen hoy en día Célula del desarrollo .
El descubrimiento promueve la comprensión de cómo ensamblar bloques de construcción para modelar el tejido renal. El conocimiento íntimo de las células renales ayuda a avanzar en el desarrollo y tratamiento de medicamentos, fabricar componentes renales y, en última instancia, construir nuevos órganos. Aproximadamente uno de cada siete adultos en los Estados Unidos -- o 30 millones de personas - sufren una enfermedad renal crónica, según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades CDC de EE. UU.
"Al estudiar el desarrollo normal de la nefrona humana, estamos obteniendo información importante sobre cómo replicar este intrincado proceso en el laboratorio", dijo Andy McMahon, director del Centro Eli y Edythe Broad de Medicina Regenerativa de la USC y Stem Cell Research enUSC. "La esperanza es que las nefronas cultivadas en laboratorio se puedan utilizar para estudiar más a fondo el proceso de desarrollo, detectar posibles terapias para tratar enfermedades y, finalmente, proporcionar los componentes básicos para ensamblar los riñones funcionales para el trasplante a los pacientes".
McMahon dirigió un equipo de investigadores que construyó un plan de cómo las piezas se unen y funcionan. Descubrieron que el tiempo es crítico ya que la llegada precisa de las células progenitoras dicta su forma y función en el riñón.
Específicamente, se necesita aproximadamente 1 millón de nefronas para formar un riñón humano. Los científicos observaron que cada vez que se forma una de estas estructuras, las células progenitoras de nefronas NPC se comprometen gradualmente a convertirse en varios tipos de células maduras y unirse a la nefrona en desarrollo.que llegan temprano dentro de la nefrona comienzan a diferenciarse y se convierten en el "túbulo", que controla la reabsorción de compuestos importantes de regreso a la sangre y transporta la orina. Los NPC que ocurren tarde se convierten en el "glomérulo", la estructura que filtra la sangre.
"El tiempo es crítico para determinar el tipo de célula madura en la que se convertirá cada progenitor", dijo Nils O. Lindstrom, autor principal del estudio e investigador del centro de investigación de células madre, que forma parte de la Escuela Keck deMedicina de la USC.
Para mostrar que sus predicciones eran precisas, Lindstrom y sus colegas usaron NPC genéticamente etiquetados en los riñones de los ratones y los cultivaron bajo un microscopio mientras capturaban imágenes con imágenes de lapso de tiempo. Esto les permitió demostrar cómo los NPC se mueven gradualmente hacia la nefrona y la nueva formación.activar genes que son específicos para tipos de células particulares.
Trabajando con científicos de la unidad de Biología Molecular y Computacional en el Colegio de Letras, Artes y Ciencias Dornsife de la USC, los científicos desarrollaron nuevas técnicas para analizar e interpretar lo que se conoce como "datos de secuenciación de ARN de una sola célula".una técnica novedosa que permite a los científicos separar tejidos y órganos enteros y observar la actividad genética en cada célula. Mediante este enfoque, el equipo documentó cómo los NPC se convierten en tipos de células intermedias con actividad genética específica, que los identifica como precursores de células maduras particularestipos
Para lograr la diversidad completa de tipos de células en la nefrona, cuando se intenta cultivar riñones en entornos de laboratorio, los científicos deben comprender cómo se forman estos tipos de células precursoras en circunstancias normales en el cuerpo. La secuenciación de ARN de células individuales proporciona una visión de todos losgenes y vías genéticas que se activan cuando se forman tipos de células específicos en la nefrona.
La insuficiencia renal es una de las principales causas de muerte para las personas en los Estados Unidos. Alrededor de 662,000 personas viven en diálisis crónica o con un trasplante de riñón. Los hombres tienen un 64 por ciento más de probabilidades que las mujeres de sufrir una enfermedad renal en etapa terminal y el riesgo de sufrir enfermedades africanas.-Los estadounidenses son cuatro veces más altos en comparación con los blancos, según los CDC y el American Kidney Fund.
El trabajo fue apoyado por los Institutos Nacionales de Salud DK107350, DK094526, DK110792 y el Instituto de Medicina Regenerativa de California LA1-06536.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad del Sur de California . Original escrito por Cristy Lytal. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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