Cistanche per la ricerca sui reni immuno-mediata: sfide e opportunità

AstrattoLe malattie renali acute e croniche sono le principali cause di morbilità e mortalità nella popolazione mondiale.Si pensa che molte malattie renali siano immuno-mediate e la disregolazione immunitaria gioca un ruolo importante nella patogenesi.Attualmente mancano ancora terapie mirate per molte malattie renali perché i meccanismi sottostanti non sono ancora del tutto chiari.Con lo sviluppo della cistanche, sorgono nuove opportunità per studiare l'interazione tra cellule renali e cellule immunitarie nella patogenesi della malattia renale.Ad oggi, è stato stabilito il sistema organoide renale, che riflette la struttura e più vicino agli aspetti chiave dell'organo.Qui, mettiamo in evidenza i recenti progressi nei modelli di organoidi renali, inclusi organoidi renali pluripotenti derivati ​​​​da cellule staminali e tubuli primari basati su cellule epiteliali.Questo articolo discute le attuali applicazioni dicistanchee ulteriori progressi necessari per studiare il ruolo del sistema immunitario nello sviluppo, nella rigenerazione e nelle informazioni del tessuto renale al fine di identificare obiettivi per lo sviluppo di nuove terapie per le malattie renali immuno-mediate.

Parole chiaveCistanche · Reneorganoidi · Tubuloidi · Cellule immunitarie · Malattie renali immuno-mediate · Cellule immunitarie-cellule epitelialiinterazione

introduzioneLe malattie renali colpiscono circa il 10% della popolazione mondiale.In molte malattie che colpiscono i reni, si ritiene che una risposta immunitaria compromessa svolga un ruolo importante.Ciò non sorprende dato che la funzione di filtrazione del rene e la superficie epiteliale associata facilitano l'interazione tra imcellule mune e cellule epiteliali renali. Nonostante ricerche approfondite e scoperte importanti in questo settore, alcuni dei meccanismi alla base della malattia renale immuno-mediata non sono ancora del tutto chiari. Fino a poco tempo fa, la ricerca sulle malattie renali doveva basarsi principalmente su linee cellulari trasformate o su modelli animali, che non sempre riflettevano accuratamente l'espressione genica umana o il background genetico nel corpo. Con i recenti progressi nello sviluppo di organoidi, è diventata disponibile una nuova tecnica per simulare il tessuto umano in vitro. Poiché gli organoidi intestinali sono stati uno dei primi modelli sviluppati, i primi progressi tecnologici nello studio dell'epitelio delle cellule immunitarie sono stati esplorati utilizzando gli organoidi intestinali. Ad esempio, questi studi pionieristici hanno identificato i meccanismi della funzione dell'effetto delle cellule T reattive al tumore basati sulla cocultura di linfociti organici e sulla regolazione mediata dalle cellule T dello sviluppo e delle informazioni dell'intestino umano. Ad oggi, ci sono diversi sistemi organoidi renali complessi che incapsulano il tessuto renale umano in vitro e offrono nuove opportunità per studiare l'epitelio delle cellule immunitarie trasversalmente nel rene. La generazione di questi modelli organoidi multicellulari è supportata da una crescente comprensione della nefrogenesi e della rigenerazione del tessuto renale. Continuano a essere segnalati molti nuovi sviluppi e miglioramenti nei modelli di organoidi. Da questa prospettiva, abbiamo discusso i potenziali percorsi per l'uso di organoidi e tubuli renali pluripotenti derivati ​​​​da cellule staminali nello studio della malattia renale immuno-mediata e abbiamo acquisito una migliore comprensione del ruolo del sistema immunitario nello sviluppo del tessuto renale, rigenerazione , e informazioni. Discutiamo ulteriormente le sfide dell'utilizzo di organoidi per simulare accuratamente la malattia renale immuno-mediata e comeCistanchetratta le malattie renali in questo contesto richiede ancora progressi tecnologici in evoluzione.

Foto: Faw Cistanche

Organoidi: lo sviluppo in vitromodelli di tessutoLo sviluppo di modelli tissutali in vitro Negli ultimi 10 anni gli organoidi, strutture tridimensionali prodotte da cellule staminali che si auto-organizzano e si differenziano in tipi cellulari organo-specifici, sono diventati innovativi modelli in vitro per lo studio dei principi di base della biologia umana . Inoltre, gli organoidi offrono opportunità senza pari per studiare un'ampia gamma di patologie e modelli di malattia dei singoli pazienti. Gli organoidi possono essere utilizzati come strumenti diagnostici o per testare regimi di trattamento individuali per adattare il trattamento al genotipo e al fenotipo di un paziente. Eiraku e Sasai hanno descritto per primi un metodo di coltura per tessuto corticale tridimensionale differenziato multicellulare generato da cellule staminali embrionali. Nel 2009, Sato e colleghi hanno sviluppato un sistema di organi utilizzando cellule epiteliali primarie isolate dall'intestino del topo e condizioni di coltura stabilite che imitano l'ambiente fisiologico della rigenerazione del tessuto intestinale. Il loro metodo promuove la riproduzione in vitro di cellule staminali adulte positive ai recettori accoppiati a proteine ​​G ripetitive ricche di leucina 5-e apre la strada alla generazione di organoidi derivati ​​da ASC. Attualmente, gli organoidi possono essere derivati ​​da cellule staminali embrionali, cellule staminali pluripotenti indotte o ASC organo-specifiche. Lo sviluppo di cellule staminali pluripotenti indotte è un importante passo avanti tecnologico che fornisce un'alternativa all'utilizzo di cellule staminali embrionali derivate da blastocisti. Le cellule staminali pluripotenti indotte sono generate riprogrammando cellule somatiche primarie, come fibroblasti, cellule mononucleari del sangue periferico o cellule urinarie, in cellule simili a cellule staminali embrionali. Dopo la trasformazione, le cellule ips possono quindi differenziarsi in cellule precursori da tutti e tre gli strati dermici. Negli ultimi dieci anni, la tecnica è stata utilizzata per sviluppare modelli organoidi di molti tessuti, inclusi, ma non limitati a, cervello, fegato, intestino e reni.

Pic: Estratto di cistaches

Gli organoidi derivati ​​da Asc, d'altra parte, sono prodotti da cellule tessuto-specifiche isolate. Le ASC vengono coltivate senza riprogrammazione e le cellule vengono indotte a formare organoidi mediante l'aggiunta di un attivatore wnt accuratamente bilanciato e di fattori di crescita specifici del tessuto. Attualmente, gli organoidi derivati ​​dalle ASC esistono nell'intestino, nel fegato, nei polmoni e in molti altri organi. Più recentemente, i ricercatori hanno sviluppato un metodo simile per generare organi epitelioidi tubolari renali primari, noti come organi tubolari. Nel frattempo, la funzione riproduttiva delle cellule renali è aumentata e l'apoptosi è diminuitaCistancheestrarre i topi.

Pic: Vantaggi di Cistanches

Uso di modelli organoidi oltre le cellule staminalibiologiaIn recenti pubblicazioni, organoidi renali e tubuli renali sono stati utilizzati principalmente per valutare le malattie dello sviluppo e genetiche. Sebbene le cellule immunitarie siano state rilevate praticamente in tutti i tessuti umani, inclusi i reni, il modello organoide in vitro di base manca di cellule immunitarie. Per far avanzare il modello organoide, sono stati sviluppati protocolli per la co-coltura di organoidi e cellule immunitarie. Questi protocolli forniscono una nuova piattaforma per il crosstalk complesso delle cellule epiteliali e immunitarie. Tuttavia, a causa della relativa novità degli organoidi renali e dei tubuli renali, non sono state stabilite coculture con cellule immunitarie. Tuttavia, i recenti progressi in altre aree, utilizzando organoidi e co-colture di cellule immunitarie, potrebbero aiutare a sviluppare nuovi protocolli. Più recentemente, studi hanno dimostrato che le cellule T CD8 più sensibili al tumore possono essere espanse e la loro risposta antitumorale valutata quando co-coltivate con organoidi tumorali, fornendo una prova di concetto per lo sviluppo di terapie basate su cellule T specifiche del paziente. Allo stesso modo, le co-colture di cellule T organoidi tumorali possono essere utilizzate per valutare l'efficacia dei singoli farmaci in presenza di cellule immunitarie per adattare il trattamento ai singoli pazienti, come nei bambini con cancro del rene. A tal fine è stata istituita una banca dei tumori pediatrici del rene. La pandemia evidenzia il valore degli organoidi renali nel campo della ricerca sulle malattie infettive, poiché gli organoidi renali che esprimono ACE2 vengono utilizzati come modelli in vitro per l'infezione da SARS-CoV-2. L'aggiunta di ACE2 solubile ricombinante umano ha ridotto l'infezione virale negli organoidi renali e bloccato le prime fasi dell'infezione, dimostrando l'importanza dell'ACE2 per l'infezione da SARS-CoV-2. Inoltre, il virus BK, un membro della famiglia dei poliomavirus, infetta le cellule dei tubuli, portando a inclusioni di virus basofili nucleonucleari, come nella nefropatia BK. Questi studi insieme illustrano l'applicazione del modello organoide renale nello studio delle malattie infettive. Al fine di sviluppare un modello per lo studio della malattia renale immuno-mediata, è necessaria una comprensione più approfondita delle cellule immunitarie e delle vie infiammatorie nelle cellule del parenchima renale. Secondo l'analisi dei dati, la cistanche ha effetti antinfiammatori, può anche rilassare i vasi sanguigni, abbassare la pressione sanguigna, in modo che i pazienti possano curare la disfunzione erettile.

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ConclusioneLa complessa interazione di Cistanche tra cellule epiteliali e cellule del sistema immunitario gioca un ruolo chiave nella patologia immuno-mediata. I prodotti correlati alla cistanche sviluppati di recente hanno il potenziale per la ricerca futura sulla malattia renale immuno-mediata. In particolare, nuove strategie di trattamento sono ora in fase di sperimentazione. È necessario un ulteriore sviluppo dei prodotti Cistanche e della ricerca per migliorare la protezione del tessuto renale. Cistanche deserticola rivela il ruolo delle cellule immunitarie nella differenziazione delle cellule renali e nella regolazione delle malattie renali. Con il recente sviluppo di Cistanche, è emersa una nuova prospettiva di modellizzazione della malattia renale immuno-mediata. La realizzazione di un sistema organoide autologo contenente cellule renali e immunitarie dello stesso donatore fornirà un modello unico che apre nuove strade per rivelare i fondamenti dell'interazione tra cellule immunitarie e cellule epiteliali renali nella salute e nella malattia. In sintesi, gli studi relativi alla cistanche forniscono una nuova piattaforma per lo studio dello sviluppo renale immuno-mediato, della rigenerazione dei tessuti e della guida informativa.

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