Uma equipe de cientistas da Escola de Medicina Keck da USC criou o que pode ser um elemento chave para a montagem de um rim sintético. Em um novo estudo na Nature Communications, Zhongwei Li e seus colegas descrevem como podem gerar estruturas renais rudimentares, conhecidas como organoides, que se assemelham ao sistema de dutos coletores que ajuda a manter o equilíbrio dos fluidos e do pH do corpo ao concentrar e transportar a urina.

“Nosso progresso na criação de novos tipos de organóides renais fornece ferramentas poderosas não apenas para a compreensão do desenvolvimento e da doença, mas também para encontrar novos tratamentos e abordagens regenerativas para os pacientes”, disse Li, o autor correspondente do estudo e professor assistente de medicina biologia celular e medicina regenerativa.

Criação dos blocos de construção

Os primeiros autores do estudo, o estudante de doutorado Zipeng Zeng e o pós-doutorando Biao Huang, e a equipe começaram com uma população conhecida como células progenitoras do broto ureteral, ou UPCs, que desempenham um papel importante no desenvolvimento inicial dos rins. Usando primeiro UPCs de camundongo e depois humanos, os cientistas foram capazes de desenvolver coquetéis de moléculas que estimulam as células a formarem organoides semelhantes a botões uréticos – os tubos ramificados que eventualmente dão origem ao sistema de dutos coletores. Os cientistas também conseguiram encontrar um coquetel diferente para induzir as células-tronco humanas a se desenvolverem em organoides de botões ureterais.

Um coquetel molecular adicional empurrou os organóides uretéricos – cultivados a partir de UPCs de camundongos ou células-tronco humanas – para se desenvolver de forma confiável em organóides de dutos coletores ainda mais maduros e complexos.

Os organóides uretéricos humanos e de camundongo também podem ser geneticamente modificados para abrigar mutações que causam doenças em pacientes, fornecendo melhores modelos para a compreensão de problemas renais, bem como para a triagem de potenciais drogas terapêuticas. Como exemplo, os cientistas eliminaram um gene para criar um modelo organoide de anomalias congênitas do rim e do trato urinário, conhecido como CAKUT.

Além de servir como modelo de doença, os organóides do botão ureteral também podem ser um ingrediente essencial na receita de um rim sintético. Para explorar essa possibilidade, os cientistas combinaram organóides de botão ureteral de camundongo com uma segunda população de células de camundongo: as células progenitoras que formam néfrons, que são as unidades de filtragem do rim. Depois de inserir a ponta de um broto ureteral crescido em laboratório em um aglomerado de NPCs, a equipe observou o crescimento de uma extensa rede de tubos ramificados que lembra um sistema de duto coletor, fundido com néfrons rudimentares.

“Nosso rim de camundongo projetado estabeleceu uma conexão entre o néfron e o duto coletor – um marco essencial para a construção de um órgão funcional no futuro”, disse Li.

Fonte da história:

Materiais fornecidos pela Keck School Of Medicine da USC. Original escrito por Cristy Lytal. Nota: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.