به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، تعداد بیمارانی که به درمان دیالیز نیاز دارند به‌طور مداوم در سراسر جهان در حال افزایش است به‌دلیل کمبود درمان‌های مؤثر برای بیماری مزمن کلیوی (CKD). علاوه بر این، هیچ درمان قطعی برای آسیب حاد کلیه (AKI) تأسیس نشده است. اثرات درمانی سلول‌های پیش‌ساز نفرون مشتق از سلول‌های بنیادی القاشده انسانی (hiPSC-NPCs) بر AKI در موش‌ها گزارش شده است، اما به‌صورت بالینی تأیید نشده است. همچنین هیچ گزارشی درباره پتانسیل درمانی hiPSC-NPCها بر روی CKD وجود ندارد. با وجود اینکه تعداد زیادی از hiPSC-NPCهای یکنواخت برای درمان‌های سلولی AKI و CKD نیاز است، کشت‌های گسترش مؤثر هنوز باید توسعه یابند. سلول‌های پیش‌ساز کلیوی مشتق از hiPSC-NPCs بعد از پیوند در زیر کپسول کلیوی در vivo به ساختارهای کلیوی با عروق‌زایی تمایز پیدا می‌کنند. پروفسور کنجی اوسافونه و تیم پژوهشی او یک روش مؤثر برای رشد سلول‌های پیش‌ساز کلیوی مشتق از سلول‌های iPS ابداع کرده‌اند که درهای جدیدی را به سوی درمان‌های تجدیدکننده کلیه باز می‌کند. نتایج این تحقیق در نشریه Science Translational Medicine منتشر شده است.

درمان‌های مبتنی بر سلول برای بیماری‌های کلیوی

درمان‌های مبتنی بر سلول برای بیماری‌های کلیوی هنوز به‌طور بالینی اعتبارسنجی نشده‌اند و روش‌ها به تعداد زیادی سلول برای درمان نیاز دارند. آراکا و همکارانش یک محیط کشت سلولی ایجاد کردند تا سلول‌های پیش‌ساز نفرون مشتق از سلول‌های بنیادی القاشده انسانی (hiPSC-NPCs) را برای درمان آسیب حاد کلیه (AKI) و بیماری مزمن کلیوی (CKD) در مدل‌های موشی گسترش دهند. این محیط کشت اجازه گسترش ۱۰۰ برابری سلول‌ها را فراهم کرد. پیوند hiPSC-NPCها کاهش عملکرد کلیه را در هر دو مدل AKI و CKD کاهش داد. همچنین، محیط کشتی از تجمع‌های سلولی غول‌آسا حاصل از hiPSC-NPCهای گسترش‌یافته توانست به درمان آسیب‌شناسی کلیه در این مدل‌ها کمک کند. فاکتور رشد اندوتلیال عروقی A (VEGF-A) که ترشح می‌شود، به‌طور جزئی مسئول اثرات مفید بود، زیرا خاموش‌سازی ژنتیکی VEGF-A در سلول‌ها اثرات درمانی را کاهش داد. به‌طور کلی، این نتایج از ادامه مطالعه درمان‌های مبتنی بر سلول برای AKI و CKD حمایت می‌کند.

درباره مطالعه

در اینجا، ما یک محیط کشت برای سلول‌ها ایجاد کردیم که موجب بیش از ۱۰۰ برابر تکثیر hiPSC-NPCها از چندین خط hiPSC در دو پاساژ شد. ما نشان دادیم که hiPSC-NPCهای گسترش‌یافته توسط محیط کشت ما به نام CFY یا صرفاً توسط محیط کشت شرطی آن‌ها، آسیب کلیوی را کاهش داده و بقای موش‌های مبتلا به آسیب حاد کلیه (AKI) ناشی از سیس‌پلاتین را بهبود بخشیدند. همچنین مشاهده کردیم که hiPSC-NPCها از کاهش عملکرد کلیه، فیبروز بینابینی و پیری در موش‌های مبتلا به بیماری مزمن کلیوی (CKD) ناشی از اسید آریستولوشیک جلوگیری کردند. علاوه بر این، ما c-MET را به‌عنوان یک نشانگر خاص سطح سلولی برای hiPSC-NPCها شناسایی کردیم و تأیید کردیم که hiPSC-NPCهای خالص‌شده c-MET+ اثرات درمانی بر موش‌های AKI و CKD دارند. افزون بر این، متوجه شدیم که hiPSC-NPCها اثرات درمانی خود را در موش‌های AKI و CKD از طریق ترشح فاکتور رشد اندوتلیال عروقی A (VEGF-A) اعمال می‌کنند. hiPSC-NPCهای گسترش‌یافته ممکن است درمان‌های سلولی مفیدی برای AKI و CKD باشند و می‌توانند راه‌هایی را برای درمان بیماری‌های کلیوی باز کنند.

کمبود درمان‌های مؤثر برای بیماری‌های کلیوی

پزشکی مدرن همچنان از کمبود درمان‌های مؤثر برای آسیب حاد کلیه (AKI) و بیماری مزمن کلیوی (CKD) رنج می‌برد. پزشکی تجدیدکننده، مانند درمان‌های جایگزینی سلولی، امید جدیدی برای بیماران است. با این حال، چنین رویکردهای درمانی نیاز به تولید در مقیاس بزرگ از سلول‌های ضروری دارند که تا پیش از این، یک چالش به شمار می‌رفت.

شیوه تحقیقاتی

با استفاده از یک مدل موشی از AKI، تیم پژوهش ابتدا پتانسیل درمانی سلول‌های پیش‌ساز نفرون انسانی مشتق از سلول‌های iPS (hiPSC-NPCs) را نشان داد. وقتی این سلول‌ها به کلیه‌های مدل‌های موشی AKI که به وسیله داروی ضد سرطان سیس پلاتین ایجاد شده بود، پیوند داده شدند، بقاء این حیوانات به‌طور قابل توجهی بهبود یافته و از کاهش عملکرد کلیه جلوگیری شد. با این حال، با توجه به تفاوت اندازه بدن بین موش‌ها و انسان‌ها، مقدار بسیار زیادی از سلول‌ها برای اینکه پیوند hiPSC-NPC به یک درمان تجدیدکننده واقع‌گرایانه برای استفاده پزشکی در بیماران انسانی تبدیل شود، لازم است. بنابراین، محققان دوباره به طراحی برگردانده و به دنبال روش‌های جدیدی برای گسترش این سلول‌ها در کشت برآمدند. به جای کشت سلول‌ها در یک لایه واحد در یک محیط سنتی، با کشت آن‌ها به‌صورت توده‌های سلولی در معلق در یک محیط که شامل سه ماده شیمیایی است که بر رشد و توسعه کلیه تأثیر می‌گذارد.

یافته‌های حاصل از مطالعه

 محققان دریافتند که این سلول‌ها به ادامه بیان نشانگرهای پروتئینی خاص از NPCs ادامه می‌دهند و توانایی خود برای گسترش پیوسته را حفظ می‌کنند. پس از پیوند به کلیه‌های موشی، آن‌ها به انواع مختلف سلول‌های کلیوی تمایز یافته و بخش‌های مختلف ارگان را تشکیل می‌دهند. محققان متوجه شدند که رشد این توده‌های سلولی به شدت به چگالی سلول‌های اولیه بستگی دارد و به نظر می‌رسد که تأمین اکسیژن یک عامل محدود کننده باشد. به‌طور بحرانی، آن‌ها دریافتند که سلول‌هایی که به این روش گسترش یافته‌اند، پتانسیل درمانی مشابهی را در پیوند با مدل‌های موشی AKI یا CKD دارند که نشان‌دهنده این است که آن‌ها یک راه برای گسترش بسیار سلول‌های ضروری برای درمان‌های سلولی در حالی که توانایی عملکرد مؤثر آن‌ها پس از پیوند حفظ می‌شود، پیدا کرده‌اند.

شناسایی یک نشانگر جدید

علاوه بر این، از طریق تجزیه و تحلیل دقیق بیان ژنی، تیم تحقیقاتی یک نشانگر جدید را شناسایی کردند که ممکن است برای تصفیه hiPSC-NPCها مفید باشد. برای نشان دادن کاربرد این نشانگر جدید شناسایی شده، آن‌ها دریافتند که می‌توانند hiPSC-NPCها را با استفاده از این نشانگر به میزان ۱۰۰ برابر تنها در دو پاساژ گسترش دهند. علاوه بر این، آن‌ها همچنین کشف کردند که hiPSC-NPCها VEGF-A تولید می‌کنند—یک پروتئین ترشح‌شده که قادر به القای تشکیل و حفظ عروق خونی است—و نشان دادند که سلول‌های فاقد ژن VEGFA پتانسیل درمانی کمتری در هنگام پیوند به مدل‌های موشی دارند. از طریق این مطالعه، محققان به رهبری پروفسور کنجی اوسافونه یک روش بسیار ضروری برای گسترش hiPSC-NPCها توسعه داده‌اند تا بتوانند در آینده به‌طور انبوه خارج از بدن برای مقاصد پزشکی تجدیدکننده تولید شوند. با شناسایی یک نشانگر جدید برای تصفیه و روشن کردن مکانیسم اصلی تأثیرات درمانی آن‌ها، کار تیم تحقیقاتی، کاربرد واقعی hiPSC-NPCها را به‌عنوان یک درمان بالقوه برای AKI و CKD امکان‌پذیر می‌سازد.

پایان مطلب/.