Meccanismi molecolari della regolazione del progenitore renale: quanti pezzi del puzzle?

edmund.chen@wecistanche.com

Astratto:  Renidi topi, ratti e umani possiedono progenitori che mantengono l'omeostasi quotidiana e partecipano ai processi rigenerativi endogeni a seguito di lesioni, grazie alla loro capacità di proliferare e differenziarsi. Nei compartimenti glomerulari e tubulari del nefrone, studi coerenti hanno dimostrato che popolazioni ben caratterizzate e distinte di cellule progenitrici, localizzate nell'epitelio parietale della capsula di Bowman e sparse nei tubuli prossimale e distale, potrebbero generare cellule specifiche del segmento in condizioni fisiologiche e a seguito di lesione tissutale. Tuttavia, risposte rigenerative difettose o anormali di questi progenitori possono contribuire a condizioni patologiche. Le caratteristiche molecolari direnalei progenitori sono stati ampiamente studiati, rivelando che numerosi percorsi classici ed evolutivamente conservati, come Notch o Wnt/-catenina, svolgono un ruolo importante nella regolazione cellulare. Anche altri, come l'acido retinoico, il sistema renina-angiotensina-aldosterone, il TLR2 (recettore Toll-like 2) e la leptina, sono importanti in questo processo. In questa recensione, riassumiamo la pletora di meccanismi molecolari direttivirenalerisposte progenitrici durante l'omeostasi e in seguitodanno renale.Infine, esploreremo come il sequenziamento dell'RNA unicellulare potrebbe portare alla caratterizzazione direnaleprogenitori al livello successivo, pur conoscendo la loro firma molecolare sta guadagnando importanza nella clinica.

Parole chiave:progenitori renali; meccanismi molecolari; danno renale; sequenziamento dell'RNA unicellulare; firma molecolare

CISTANCHE MIGLIORA LA MALATTIA RENALE/RENALE

introduzione Meccanismi di rigenerazione e riparazione endogena sono stati proposti per diversi organi di mammiferi [1]. Gli organi rigenerativi classici, come il tratto gastrointestinale e la pelle, sono stati ampiamente studiati nel corso degli anni e hanno portato alla luce il ruolo principale dei progenitori endogeni [2]. Nell'intestino, le cellule staminali intestinali mantengono l'omeostasi quotidiana, mentre le cellule staminali/progenitrici distinte sono responsabili dei rapidi processi di riparazione a seguito di lesioni [2]. Allo stesso modo, le cellule staminali epidermiche formano un pool eterogeneo di cellule staminali che partecipano all'omeostasi epidermica e alla riparazione dei tessuti, a seguito di ferite [3]. L'adultoreneè un organo a basso turnover cellulare e dotato di progenitori in grado di proliferare e differenziarsi [4,5]. Questa preziosa proprietà consente a ricercatori e clinici di contemplare nuove vie terapeutiche da ripristinarefunzione renaledopo l'infortunio. Qui, proponiamo una panoramica dei meccanismi molecolari che avvengono nel glomerulare e nel tubolarerenaleprogenitori in condizioni fisiologiche e patologiche (Figura 1) e di come una disregolazione di queste vie possa essere all'origine dimalattie renali. Esamineremo anche comerenalei progenitori potrebbero essere ulteriormente caratterizzati utilizzando la tecnologia di sequenziamento dell'RNA a cellula singola (scRNAseq) e la rilevanza clinica della firma molecolare di queste cellule.

Progenitori renali

I progenitori renali sono stati scoperti da Sagrinati et al. nell'uomoreni, sulla base dell'espressione dei marcatori di cellule staminali CD133 e CD24, in assenza o bassa espressione di marcatori di differenziazione [6,7]. Le cellule CD133 più CD24 più sono localizzate al polo urinario della capsula di Bowman, così come sparse lungo il compartimento tubulare del nefrone tra cellule tubulari differenziate [6]. Alcunirenalei progenitori, compresi quelli localizzati nella capsula di Bowman e un sottoinsieme di quelli localizzati lungo il tubulo, esprimono anche CD106 (chiamato anche molecola di adesione delle cellule vascolari 1, VCAM1), mentre la maggior parte dei progenitori localizzati lungo il tubulo non lo fa [6, 8]. Queste differenze fenotipiche riflettono una diversa capacità funzionale; infatti, le cellule CD133 più CD24 più CD106- sparse lungo i tubuli mostrano caratteristiche funzionali dei progenitori tubulari, mentre CD133 più CD24 più CD106 più anguille epiteliali parietali (PEC) sono multipotenti [6]. Inoltre, un sottoinsieme di CD1 33 più CD24 più CD1 06 più progenitori localizzati vicino al polo distale della capsula di Bowman ed esprimendo podocalyxin è in grado di generare solo podociti [6]. Complessivamente, queste osservazioni configurano un lignaggio gerarchico direnalecapostipiti all'interno delreneche ricorda il sistema emopoietico [9]. Nel topo e nel ratto sono stati identificati anche PEC con caratteristiche progenitrici simili e localizzazione anatomicareni[4,10,11]. La marcatura genetica delle PEC in una linea di topi transgenici inducibili ha dimostrato che le PEC migrano sul ciuffo glomerulare e si differenziano in podociti nei topi adolescenti [11]. Più di recente, Pax2 è stato identificato come marcatore per il mouserenaleprogenitori e la creazione di un modo inducibile murino per il tracciamento del lignaggio della popolazione cellulare Pax2 plus ha permesso di dimostrare la differenziazione direnaleprogenitori localizzati tra le PEC nei podociti durante la crescita glomerulare postnatale [4]. Ulteriori studi hanno dimostrato che i glomeruli juxtamidollari e corticologici hanno un numero diverso di progenitori Pax2 più, con quelli corticali dotati del doppio dei progenitori Pax2 più progenitori pipì glomerulari in condizioni sane [12]. Nel ratto adultoreni, tra le cellule epiteliali che rivestono la capsula di Bowman di ratto sono state descritte cellule immature che esprimono la molecola di adesione delle cellule neurali (NCAM) e il marcatore cellulare progenitore CD24 [10].

L'etichettatura genetica di Pax2 più i progenitori della capsula di topo Bowman ha permesso di dimostrare che questi progenitori si differenziano in podociti nei modelli di glomerulosclerosi focale segmentale (FSGS) e la loro risposta al danno determina l'esito dei disturbi glomerulari, confermando ulteriormente il loro ruolo di podociti progenitori [4,12]. Recentemente, utilizzando un modello murino transgenico in cui i podociti sono stati etichettati con GFP (proteina fluorescente verde) e i PEC sono stati simultaneamente etichettati con tdTomato, Kaverina e colleghi hanno anche fornito prove evidenti che i PEC fungono da fonte di nuovi podociti nei topi adulti in caso di lesioni. Queste cellule co-esprimevano le due etichette fluorescenti, acquisivano marcatori podociti e mostravano i processi primari, secondari e terziari del piede [13]. Una risposta progenitrice anormale al danno può anche contribuire a disturbi glomerulari [4,10,14,15]. Infatti, in determinate condizioni, nell'uomo, nel topo e nel ratto, è stato dimostrato che una migrazione e proliferazione caotica delle cellule progenitrici della capsula di Bowman contribuisce alla formazione di mezzaluna e alla cicatrizzazione glomerulare [4,10,14]. Studi sull'uomorenalele biopsie sono coerenti con il concetto che i progenitori proliferanti generano lesioni iperplastiche nella glomerulopatia crescente e collassante [14] e risultati simili sono stati ottenuti nei ratti [10]. Nei topi, il tracciamento del lignaggio delle PEC ha dimostrato che la loro proliferazione porta a un marcato aumento del numero di cellule all'interno di crescenti di nefrite sierica nefrotossica murina e glomerulopatia collassante [16] e alla formazione di lesioni sclerotiche e deposizione di matrice extracellulare in FSGS [15]. Più recentemente, il tracciamento genetico specifico dei progenitori tra le PEC ha dimostrato il loro coinvolgimento nella generazione di lesioni glomerulari iperplastiche che potrebbero essere viste come un'incapacità di rigenerare i podociti a seguito di una lesione [4]. Da tutti questi studi, ora è chiaro cherenalei progenitori localizzati tra le PEC rispondono alla lesione dei podociti, innescando un programma rigenerativo, ma una risposta inefficiente o eccessiva può portare un tessuto funzionale a diventare un tessuto simile a una cicatrice composto da cellule e matrice extracellulare disorganizzata. Pertanto, conoscere i meccanismi che guidano una corretta risposta proliferativa e differenziativa direnaleprogenitori durante l'omeostasi e dopo la lesione è di importanza cruciale e può consentire l'identificazione di presunti modulatori per aumentare il potenziale rigenerativo direnaleprogenitori.

Regolatori della fisiologia del progenitore glomerulare: quando l'orchestra intona la melodia 

Quali vie di segnalazione regolano la quiescenza, la proliferazione e la differenziazione del progenitore glomerulare verso i podociti in soggetti sanireni? Studi sulla nefrogenesi hanno dimostrato che l'attivazione della segnalazione -catenina/Wnt rappresenta un passaggio fondamentale che guida la differenziazione della PEC in podociti durante lo sviluppo [17,18]. Infatti, la delezione di Ctnnb1 (-catenina 1) nelle PEC in un topo knockout condizionale nella fase del corpo a forma di S tardiva ha indotto anomalie glomerulari e la sostituzione delle PEC nelle capsule Bowman con podociti ben differenziati. Il tracciamento della nefrogenesi nei topi knockout per la catenina condizionale embrionale ha rivelato che questi "podociti parietali" derivavano da cellule precursori nello strato parietale del corpo a forma di S mediante un cambio di lignaggio diretto. Questi risultati dimostrano che la segnalazione -catenina/Wnt è necessaria per la corretta differenziazione e maturazione delle PEC in podociti [17]. WT1, un regolatore principale di questo processo [19], è anche un potente inibitore della via di segnalazione -catenina/Wnt [18]. Studi condotti in PEC quiescenti hanno dimostrato che l'espressione di WT1 è soppressa da alti livelli di Pax2 e dall'espressione di alti livelli di microRNA-193a (miR-193a) [20]. Quando le PEC sottoregolano l'espressione di miR-193a, ciò consente la sovraregolazione di WT1, che sopprime la segnalazione -catenina/Wnt e induce la differenziazione della PEC in podociti. Recenti risultati in vitro hanno dimostrato che l'apolipoproteina L1 (APOL1) regola anche il fenotipo molecolare della PEC attraverso la modulazione dell'espressione di miR193a e che APOL1 e miR193a condividono una relazione di feedback reciproco [21]. Infatti, in un sistema di coltura, la differenziazione della PEC in podociti era accompagnata da una diminuzione dell'espressione miR-193a. Allo stesso modo, la soppressione di miR-193a ha migliorato l'espressione APOL1 [21]. I lavori futuri dovrebbero esaminare se questo asse APOL1–miR-193a funziona in modo simile in vivo come in vitro nei modelli murini transgenici rilevanti e nell'uomoreni. È interessante notare che APOL1 è un gene di suscettibilità, con varianti genetiche che aumentano la probabilità di sviluppare podocitopatie [22].

Il controllo della decisione sul destino cellulare e la proliferazione cellulare in molti sistemi differenti è operato attraverso la segnalazione integrata delle vie di segnalazione Wnt e Notch [23]. Lasagni et al. ha riferito che, nelrenaleprogenitori localizzati nella capsula di Bowman, l'attivazione di Notch favorisce l'ingresso nella fase S del ciclo cellulare e la successiva mitosi fino a quando non si trovano in uno stato indifferenziato [24]. Tuttavia, alterata downregulation del percorso Notch duranterenalela differenziazione dei progenitori ha indotto la generazione di podociti con contenuto di DNA anormale e la loro successiva morte per catastrofe mitotica [24,25]. Risultati recenti suggeriscono che il CXCL12 derivato dai podociti (CXC motif chemokine ligand 12) inibisce la segnalazione di Notch, mantenendo così la quiescenza dei progenitori dei podociti [12]. La downregulation di Notch si associa alla sovraregolazione degli inibitori del ciclo cellulare p21, p27 e p57 e alla downregulation della ciclina D1 [24], conferendo al podocita le caratteristiche di una cellula postmitotica e non proliferativa. Il meccanismo di feedback del progenitore renale-podocita mediato da CXCL12-limita anche la rigenerazione dei podociti dopo la lesione glomerulare [12]. In effetti, utilizzando il tracciamento del lignaggio di Pax2 plusrenaleprogenitori nei topi con nefropatia indotta da adriamicina, i ricercatori hanno dimostrato che un blocco CXCL12 promuove la formazione di podociti de novo e attenua la glomerulosclerosi [12].

La cistanche migliorerà la funzionalità renale/renale

Come la valorizzazione direnalela differenziazione dei progenitori in podociti può rappresentare un'interessante strategia terapeutica per promuovere la remissione dei disturbi glomerulari, sono stati condotti diversi studi per identificare i composti differenzianti. Gli acidi retinoici (RA) sono derivati ​​della vitamina A con benefici accertati nel trattamento di una varietà di tumori [26]. È stato anche dimostrato che RA protegge dadanno renalein molteplici modelli sperimentali dimalattie renali,tra cui malattia a cambiamento minimo, nefropatia membranosa, FSGS, nefropatia associata al virus dell'immunodeficienza umana (HIV) (HIVAN) e nefrite da lupus [27]. Numerosi studi hanno sottolineato il ruolo dell'AR nella differenziazione dei podociti in vitro [28,29] e abbiamo utilizzato l'AR nei mezzi di coltura cellulare per promuovererenaledifferenziazione del progenitore verso il lignaggio dei podociti [7]. È interessante notare che l'esposizione all'albumina, che lega l'AR con alta affinità, durante le colture in vitro potrebbe inibirerenaledifferenziazione del progenitore verso i podociti sequestrando RA. In vivo, abbiamo riportato che RA sono stati rilasciati all'interno dello spazio di Bowman a seguito di danno glomerulare e l'interruzione della sintesi di RA endogena in un modello di glomerulosclerosi segmentaria focale ha peggiorato l'albuminuria, il danno glomerulare e la mortalità [30]. La somministrazione esogena di AR, neutralizzando l'attività sequestrante dell'albumina, ha consentito la risposta rigenerativa direnaleprogenitori, stabilendo un aumento del numero di podociti e il miglioramento difunzione renale[30]. Risultati recenti di Lasagni et al. [4] hanno corroborato l'ipotesi che gli approcci farmacologici che aumentano la responsività dei podociti alla segnalazione di RA mitigherebbero la progressione della sperimentazionedanno renale. Infatti, il trattamento in vitro direnaleprogenitori con AR in presenza di 6-bromo-indirubina-30 -ossima (BIO), un inibitore della glicogeno sintasi chinasi 3 (GSK3), hanno indotto una forte differenziazione direnaleprogenitori verso i podociti attraverso l'attivazione dell'attività trascrizionale degli elementi RA-responsive Elements (RARE), ovvero aumentando la sensibilità del progenitore renale agli effetti differenzianti dell'AR endogena. Il miglioramento della differenziazione del progenitore renale in podociti utilizzando BIO in un modello murino di FSGS ha determinato un effetto importante sulla malattia, aumentando la remissione della malattia nei topi trattati. In un modello murino in stadio progressivo di diabete di tipo 2 correlato all'obesità, BIO come componente aggiuntivo dell'inibizione del doppio sistema renina-angiotensina (RAS)/trasporto del sodio-glucosio (SGLT)-2 con metformina, ramipril ed empagliflflozin attenuato il declino della velocità di fifiltrazione glomerulare (GFR) riducendo ulteriormente la glomerulosclerosi, aumentando il numero di podociti attraverso il sostegno della specializzazione, nonché inducendo la differenziazione de novo dai progenitori dei podociti e migliorando la densità della fenditura di fifiltrazione [31].

Endlic et al. ha dimostrato il ruolo di Dach1 (Dachshund homolog 1) nella determinazione del destino cellulare della PEC nei podociti e per la corretta funzione dei podociti. I podociti esprimono livelli elevati di Dach1 in vivo e in vitro, mentre PEC esprimono livelli molto bassi di Dach1. Gli autori hanno scoperto che l'induzione dell'espressione di Dach1 nella PEC sovraregola significativamente le proteine ​​specifiche dei podociti sinaptopodina e WT1. È interessante notare che Dach1 fa parte della rete di regolamentazione Eya-Six-Hox-Pax e la regolazione dell'espressione di sinaptopodina è stata accompagnata da una concomitante downregulation dell'espressione di Pax2 [32].

Guhr et al. analizzato con quali meccanismirenalei progenitori mantengono il potenziale per esprimere le proteine ​​​​podocitarie in condizioni fisiopatologiche e hanno dimostrato che contengono un sistema ubiquitina-proteasoma attivato (UPS) che porta alla rapida degradazione delle proteine ​​specifiche dei podociti di nuova sintesi [33]. D'altra parte, l'UPS mantiene l'identità del podocita regolando i livelli di proteine ​​specifiche dei podociti, come le proteine ​​​​leganti l'actina -actinina 4 (ACTN4) e sinaptopodina (SYNPO), il fattore di trascrizione tumore di Wilms 1 (WT1), il membro della famiglia della stomatina podocina, la nefrina proteica del diaframma a fessura, la proteina adattatrice NCK1 e la proteina chinasi attivata Cλ (PKCλ) [33]. L'attività dell'UPS è quindi un importante determinante dei fenotipi delle cellule glomerulari e dello stato di differenziazione.È noto che, nelrene,l'ambiente meccanico è soggetto a modificazioni in modelli consolidati di malattie glomerulari e può influenzare lo stato differenziato di numerosi tipi cellulari, inclusi i podociti [34]. Abbiamo recentemente analizzato l'impatto della rigidità del substratorenalecomportamento progenitore, dimostrando che, almeno in vitro, il fenotipo umanorenalei progenitori dipendono fortemente dal modulo di Young del substrato, che è una misura della rigidità del materiale definita come il rapporto tra sollecitazione e deformazione, con substrati più rigidi che promuovono la proliferazione e la migrazione dei progenitori renali. La rigidità del supporto modula anche la capacità direnaleprogenitori per differenziarsi verso i podociti, con un modulo di Young di 12 kPa ottimale tra quelli analizzati. Utilizzando inibitori chimici e genetici, abbiamo dimostrato che l'attività della chinasi Rho (ROCK) è necessaria per mediare gli effetti della rigidità surenaleproliferazione, migrazione e differenziazione dei progenitori [35]. Una ridotta rigidità glomerulare è una caratteristica comune di molte forme di danno glomerulare, incluso FSGS [34,36], suggerendo un ruolo importante per ROCK anche inmalattie renali.

Gli inibitori del sistema renina angiotensina aldosterone (RAAS-I) sono farmaci efficaci nel ritardare la progressione dellamalattie renaliattraverso una serie di azioni. I meccanismi responsabili degli effetti terapeutici di questi farmaci, così come i lororenalebersagli cellulari, sono stati ampiamente studiati in diversi modelli animali di esseri umanimalattie renali. Dati recenti hanno dimostrato che potrebbero anche esercitare i loro effetti benefici promuovendorenaledifferenziazione dei progenitori in podociti. Infatti, in un modello di ratto di danno glomerulare, un trattamento con ACE-I ha indotto una riduzione della proliferazione progenitrice, la diminuzione della formazione di mezzaluna ed evitato la progressione verso la glomerulosclerosi [10]. Pertanto, la moderazione dell'attivazione delle cellule progenitrici da parte dei farmaci ha ripristinato una normale architettura glomerulare [10]. È interessante notare che l'espressione del recettore dell'angiotensina (Ang) II, AT1, era limitata a rari CD24 più PEC nell'uomo normalerenima era sovraregolato nelle lesioni iperplastiche [37], suggerendo un contributo della via del recettore Ang II/AT1 nel promuovererenalemigrazione e proliferazione dei progenitori nelle malattie proliferative [37]. In accordo, in un paziente affetto da CGN (glomerulonefrite crescente), la terapia con ACE-I si è associata alla regressione delle lesioni iperplastiche e ha normalizzato l'espressione del recettore AT1 surenaleprogenitori. Questi risultati forniscono un'altra spiegazione degli effetti benefici osservati dopo il trattamento con l'antagonista del recettore dell'angiotensina II (ARB). Allo stesso modo, il trattamento con ARB ha migliorato l'esito in un modello di ratto di glomerulonefrite proliferativa mesangiale, inducendo un aumento del numero di PEC che esprimono marcatori di cellule staminali [38].

Le lesioni ai podociti sono considerate un importante contributo al diabetemalattie renaliprogressione verso la fase finalemalattie renali[39–41]. Suganami et al. segnalato la prevenzione e l'annullamento didanno renalemediante somministrazione di leptina in modelli animali di nefropatia diabetica [39]. Più recentemente, Pichaiwong et al. hanno dimostrato che la sostituzione della leptina potrebbe invertire i parametri strutturali e funzionali della nefropatia diabetica avanzata nel topo ob/ob carente di leptina BTBR [41]. In particolare, il trattamento con leptina, ma non con RAAS-I, ha comportato un aumento significativo della densità e del numero dei podociti e un aumento della PEC proliferante WT1-positiva. I meccanismi alla base di questo processo sono stati ulteriormente delineati in un documento di follow-up, in cui hanno dimostrato che un duplice trattamento di topi ob/ob carenti di leptina con un antagonista selettivo del recettore dell'endotelina-1 di tipo A (ETAR) in combinazione con l'inibizione di RAAS ha portato a un fenotipo migliorato [40], caratterizzato dall'attivazione di PEC e da un aumento del numero di podociti. Questi risultati forniscono prove indirette che le PEC possono essere un potenziale serbatoio per ripristinare i podociti perduti e che la capacità differenziativa delle PEC può essere un elemento chiave per la regressione della nefropatia diabetica che potrebbe essere modulata farmacologicamente.

Regolatori dei progenitori glomerulari in patologia: quando l'orchestra è stonataMentrerenalei progenitori possono guidare la rigenerazione dei podociti a seguito di una lesione [4], possono anche dare origine a lesioni proliferative extracapillari o semilune che sono il segno distintivo di malattie glomerulari sia infiammatorie che non infiammatorie [42]. In effetti, le prove in modelli sperimentali [15] e nelle biopsie umane indicano che le mezzelune sono composte darenaleprogenitori [14] che spostano in modo anomalo le loro reazioni da riparative a dannose. Non è del tutto chiaro quali fattori siano responsabili dell'inclinazione della bilancia. La CGN è la malattia meglio caratterizzata in cuirenalei progenitori sono i principali colpevoli. La mezzaluna cellulare è il tipico cambiamento morfologico osservato nella CGN. È definito come gli accumuli multistrato direnaleprogenitori e altri tipi cellulari all'interno dello spazio di Bowman. Di conseguenza, occlude l'uscita urinaria e il flusso dell'urina primaria e, successivamente, il nefrone implicato è compromesso. La rottura dei capillari glomerulari nella malattia crescente porta all'esposizione direnal progenitori ad un'alta concentrazione di plasma che aumenta drammaticamente la proliferazione umanarenaleprogenitori nella cultura [43]. Diversi componenti del plasma possono spiegare la formazione della mezzaluna, ma, attualmente, ci sono dati coerenti solo per l'attivazione del fifibrinogeno, un membro della cascata della coagulazione attivata durante le lesioni vascolari. Una mancanza di fifibrinogeno o fifibrinolisi impedisce la formazione di mezzaluna in diversi modelli di roditori [43,44].

Anche la nefropatia da collasso e le pseudocrescenti hanno originerenaleprogenitori [14]. A differenza delle mezzelune, è stato proposto che provengano le pseudocrescentirenaleprogenitori come risposta disregolata al distacco massiccio e rapido dei podociti che si verifica in determinate condizioni di lesione diretta dei podociti (come l'esposizione a determinati farmaci, malattie immuno-mediate o infezioni che colpiscono direttamente il podocita) che si verificano in assenza di componenti infiammatorie e portano a collasso capillare [22,45]. Queste lesioni si osservano frequentemente anche nelle glomerulopatie virali, come la nefropatia da HIV e parvovirus [22]. In queste glomerulopatie virali, l'interferone (IFN-)- e l'IFN- non solo innescano un'infiammazione locale all'interno del glomerulo, ma agiscono anche su PEC e podociti, con IFN- che inibisce la migrazione dei PEC ed entrambi sopprimonorenaledifferenziazione dei progenitori in podociti in vitro [46]. In vivo, in un modello di nefropatia da adriamicina, l'iniezione di proteinuria e glomerulosclerosi aggravata da IFN o IFN [46]. Recentemente, il collasso di FSGS è stato descritto in pazienti di recente discendenza africana con genotipo APOL1 ad alto rischio e infetti da coronavirus 2 (SARS-CoV-2) ​​[47,48]. È stato proposto che SARS-CoV-2 potrebbe infettare direttamente il podocita [49] e/o innescare una cascata infiammatoria che comporta l'attivazione della via interferone-chemochina, che, a sua volta, interagisce con il gene variante APOL1 [ 50]. Come indicato sopra,renalela differenziazione del progenitore in podociti si associa all'espressione di APOL1 e potrebbe quindi essere coinvolta nella nefropatia associata alla malattia di coronavirus 2019 (COVID-19).

Diversi studi recenti hanno evidenziato un ruolo critico per l'espressione de novo di CD9 e, successivamente, di CD44 come passaggio patogeno di PEC da fenotipo quiescente a fenotipo attivato in CGN e in FSGS [16,51,52], confermando il ruolo patogeno di PEC in queste malattie e offrendo nuovi bersagli molecolari per la terapia della malattia glomerulare. A sostegno di questa idea, Kaverina et al. hanno mostrato che le PEC perdono l'espressione di CD44 quando si differenziano in podociti nei glomeruli feriti di vecchi topi, suggerendo che un aumento di CD44 nelle PEC rappresenta non una transizione rigenerativa ma patologica [53]. In FSGS, CD44 ha dimostrato di avere un ruolo importante nella migrazione cellulare verso la barriera di fifiltrazione lesa, dove i podociti danneggiati sovraregolano il fattore inibitorio della migrazione (MIF) e il fattore 1 derivato dalle cellule stromali (SDF1) che stimolano l'espressione di CD44 e CD{{12} }migrazione mediata [54]. Inoltre, le PEC hanno prodotto isoforme proteiche della matrice extracellulare sia derivate da PEC che specifiche per i podociti in modo CD44-dipendente [55]. Infine, uno studio di tracciamento del lignaggio di PEC ha suggerito che CD44 non ha preso parterenerigenerazione attraverso la differenziazione in podociti e hanno partecipato solo a un percorso pro-fibrotico [56].

Progenitori tubolari

Renalei progenitori dello strato epiteliale parietale della capsula di Bowman possono potenzialmente rigenerare le cellule epiteliali tubulari prossimali alla giunzione glomerulotubulare [57]. Tuttavia, i progenitori tubulari impegnati sparsi nei tubuli prossimali e distali esistono anche nell'uomo [6,58–60] e nei topi [5,61–63] e aumentano in caso di danno tubulare nei pazienti affetti da danno tubulare acuto o cronico [6 ]. Kumar et al. ha eseguito il tracciamento del lignaggio di rare cellule che esprimono Sox9- nel tubulo prossimale e le ha identificate come una presunta popolazione progenitrice tubulare coinvolta nel post-acutodanno renale(AKI) recupero [64]. Sox9 è un fattore di trascrizione che, inrenesviluppo, controlla la ramificazione epiteliale ed è espresso all'interno dei precursori del nefrone [64,65]. È interessante notare che quando Sox9 è stato eliminato dai segmenti S1 e S2, un recupero più lento del fisiologicofunzioni renali, maggiore lesione tubulare, nonché aumentatarenalefibrosi, si è verificato [64]. Dopo la nefrectomia parziale, le cellule Sox9 plus proliferano e generano cellule epiteliali del tubulo prossimale, dell'ansa di Henle, del tubulo distale, del dotto collettore e dello strato parietale del glomerulo [66]. Recentemente, Lazzeri et al. ha fornito prove che i progenitori tubulari subiscono la mitosi e sostituiscono circa la metà delle cellule tubulari perse irreversibilmente durante l'AKI [5]. Eseguendo il tracciamento del lignaggio delle cellule Pax2 plus in un modello murino di lesione tubulare, hanno identificato i progenitori tubulari come una distinta sottopopolazione di cellule tubulari che era resistente alla morte e mostrava un'elevata attività clonogenica, portando alla generazione di lunghi segmenti di tubulo [5].

Regolatori della fisiologia del progenitore tubolare: un coro polifonico

Umanorenalei progenitori esprimono la regione di inserzione 1 (Bmi-1) del linfoma B Mo-MLV (Moloney murine leukemia virus) [57]. Bmi-1 è un membro della famiglia dei repressori trascrizionali polycomb. È coinvolto nella regolazione del ciclo cellulare e nella senescenza delle cellule staminali endogene a vari organi, come la prostata, l'intestino tenue e i polmoni [67-70]. Nelreni, i livelli di BMI-1 sono aumentati rapidamente a seguito di un infortunio in un modello murino di AKI [71]. Questi risultati indicano il coinvolgimento di Bmi-1 espresso nei progenitori tubolari inrenalerigenerazione. Infatti, Lv et al. hanno mostrato che la necrosi tubulare acuta ha portato a un aumento di Bmi-1 e alla successiva mobilizzazione del progenitore tubulare nei topi wild-type, mentre i progenitori tubulari non sono stati mobilitati nei topi knockout per Bmi-1 [72]. I topi knockout Bmi-1 hanno mostrato un forterenalefenotipo, tra cui fibrosi interstiziale, atrofia tubulare e graverenaledisfunzione, con diminuzione della proliferazione cellulare, aumento dell'apoptosi cellulare e senescenza e infiltrazione cellulare infiammatoria [72,73]. In un recente studio, Zhou et al. ha ulteriormente chiarito il ruolo di Bmi-1 inrenaleprogenitori, dimostrando che Bmi-1 ha preservato l'autorinnovamento e la radice direnaleprogenitori mantenendo l'equilibrio redox e prevenendo l'arresto del ciclo cellulare, attraverso l'inibizione delle specie reattive dell'ossigeno (ROS), p16 e p53 [74].

Un'altra importante molecola coinvolta nella regolazione del progenitore tubulare è il recettore Toll-like 2 (TLR2), o CD282, una proteina di membrana conservata evolutiva che svolge un ruolo importante nel riconoscimento dei patogeni e nell'attivazione dell'immunità innata. TLR2 funge da sensore di danno tissutale attraverso il rilevamento di molecole di pattern molecolare (DAMP) associate al danno rilasciate dai tessuti danneggiati. L'attivazione di TLR2 porta all'attivazione di fattori di trascrizione a valle che regolano l'espressione dei geni di sopravvivenza o di citochine e chemochine proinfiammatorie [75-77]. Sallustio et al. hanno mostrato che i progenitori tubulari esprimono il TLR2, la cui stimolazione da parte di agonisti che imitano i mediatori infiammatori o DAMP induce la massiccia secrezione della proteina chemioattrattiva dei monociti-1 (MCP-1), l'interleuchina 6 (IL-6), interleuchina 8 (IL-8) e componente del complemento C3 tramite attivazione di NF-κB (fattore nucleare kappa-light-chain-enhancer of active B cells) [59]. Inoltre, la stimolazione del TLR2 ha modulato il tasso di proliferazione e la capacità di differenziazione dei progenitori tubulari, suggerendo un ruolo importante nellarenaleriparazione [59]. Studi di follow-up dello stesso gruppo hanno identificato insiemi distinti di miRNA specificamente espressi in progenitori tubulari [78]. Tra questi, miR-1915 e miR-1225-5p regolavano l'espressione di CD133 e PAX2, oltre a TLR2. Sallustio et al. quindi ha analizzato i meccanismi di recupero dopo l'AKI e ha trovato un ruolo essenziale per TLR2 inrenalerigenerazione [79]. Hanno stabilito che, a seguito di lesioni, il rilevamento del danno TLR2 porta alla secrezione di inibina-A e decorina da parte dei progenitori tubulari, che, a loro volta, promuovono la rigenerazione tubulare attraverso la proliferazione cellulare [79]. Queste due citochine appartengono alla via di segnalazione del TGF- (transforming growth factor-) e sono coinvolte nella regolazione del ciclo cellulare, nell'aumento della proliferazione cellulare e nell'inibizione dell'apoptosi [80-84].

L'espressione di molecole dalla via Wnt è stata riportata nell'adultorenaleprogenitori nei topi [85] e negli esseri umani [86]. Utilizzando un modello murino di tracciamento del lignaggio, Rinkevich et al. ha mostrato che, sia durante l'omeostasi che in seguito a lesioni, mammiferi adultirenisubiscono un'espansione clonale specifica del segmento da cellule derivate da precursori responsivi WNT [63]. Hanno suggerito che la capacità di rispondere ai segnali WNT seleziona le cellule che alla fine eseguiranno una robusta espansione clonale. Studi in SIX2 più derivati ​​dall'urinarenalei progenitori hanno indicato che l'attivazione del percorso WNT mediante l'inibizione di GSK3 induce la differenziazione direnaleprogenitori in renalecellule tubulari prossimali epiteliali [87]. Inoltre, Wnt3 ha esercitato effetti pro-rigenerativi ed è stato sovraregolato in CD133 plusrenaleprogenitori in un modello in vitro di danno da cisplatino [88]. In questo studio, gli autori hanno svelato il ruolo funzionale del CD133 stesso nella riparazione tubulare renale attraverso il mantenimento della risposta proliferativa e il controllo della senescenza agendo come fattore permissivo per la segnalazione della catenina, prevenendone la degradazione nel citoplasma [88]. Nel pesce zebrareni,tubuli danneggiati sono stati sostituiti da nuovi nefroni darenaleprogenitori che esprimono il recettore Wnt frizzled9b e il fattore di trascrizione lef1. Dopo la lesione, l'espressione dei ligandi Wnt Wnt9a e Wnt9b è stata indotta in una feritareninei siti in cui le cellule progenitrici formano nuovi nefroni [89]. Questi risultati suggeriscono che il ruolo essenziale della via di segnalazione Wnt/frizzled inrenela rigenerazione è altamente conservata tra le specie.

CISTANCHE MIGLIORA LA MALATTIA RENALE/RENALE

Come accennato in precedenza, la segnalazione di Notch è un percorso evolutivo conservato che ha un ruolo fondamentale indanno renalee riparazione [24,90–93], in particolare durante l'AKI [94,95]. Kang et al. ha mostrato che Sox9 plusrenalei progenitori esprimevano alti livelli di Notch e la sovraespressione del dominio intracellulare Notch1 (NICD1) nella popolazione Sox9 plus ha migliorato ilrenaleistologia in un modello di AKI indotto da acido folico [62]. Ma et al. ha riferito che l'attivazione di Sox9 più i progenitori renali, il cui ruolo è essenziale inreneriparazione, è stato mediato dal percorso di Notch, confermando il precedente rapporto che i livelli di espressione di Notch1-3, Jagged1/2, Dll4 e Sox9 aumentano dopo il danno da ischemia-riperfusione (IRI) [66]. Infatti, in altri organi come il pancreas, l'attivazione di Sox9 modula la via di Notch regolando Hes1 per mantenere il pool di cellule progenitrici [96]

Diversi farmaci hanno dimostrato di migliorarerenerigenerazione e, tra questi, gli inibitori dell'istone deacetilasi (HDAC) (HDAC) possono essere un'opzione terapeutica promettente per il trattamento dell'AKI [97-102]. Gli HDAC formano un gruppo di enzimi coinvolti in molteplici processi cellulari rimuovendo il gruppo acetile dalle proteine ​​istoniche o non istoniche [103]. Marumo et al. hanno riportato una riduzione dell'attività dell'HDAC5, un aumento dell'acetilazione dell'istone e la riattivazione della proteina morfogenetica ossea 7 (BMP-7) nelle cellule tubulari prossimali durante la fase di recupero successivarenaleIRI [104]. Queste osservazioni suggeriscono che gli HDAC potrebbero esercitare i loro effetti benefici surenalerecupero attraverso l'aumentata espressione di BMP-7, una proteina che mantiene un pool di progenitori renali in stato indifferenziato duranterenesviluppo [105]. È interessante notare che il trattamento con HDACis ha ampliato ilrenalepopolazione di cellule progenitrici nel pesce zebra [106]. Nel modello di nefrite sierica nefrotossica diglomerulonefrite nei topi, un trattamento con tricostatina A (TSA) attivatorenecellule della popolazione laterale (SD) [107]. Le cellule SD formano un sottoinsieme di cellule con potenziale multilineare e note proprietà renoprotettive che attenuano la cronicamalattie renali(CKD) attraverso un aumento dell'espressione BMP-7 [107]. Utilizzando l'approccio del tracciamento del lignaggio descritto sopra, Lazzeri et al. ha mostrato che un trattamento con due HDAC ampiamente utilizzati, TSA e 4-fenilbutirrato (4- PBA), ha portato alla proliferazione del progenitore Pax2 più, evitando di conseguenza lo sviluppo di fibrosi tissutale e CKD [5]. Lo sviluppo di HDAC selettivi, con maggiore efficacia e minore tossicità, migliorerebberenerecupero attraverso la proliferazione del progenitore tubulare. Da notare, gli HDAC hanno mostrato effetti terapeutici benefici in numerosi modelli sperimentali dimalattie renalioltre all'AKI, inclusi glomerulosclerosi, fibrosi tubulo-interstiziale, infiammazione glomerulare e tubulo-interstiziale, nefrite lupica, policisticomalattie renalierenalecarcinoma cellulare (RCC), come recensito in [108]. Diversi HDAC sono attualmente in studi di Fase 1 o 2 per il trattamento del carcinoma renale e dell'insufficienza renale (clinicaltrial.org).

Regolatori dei progenitori tubolari in patologia: un coro Cacophonus

Caratteristiche biologiche e molecolari direnecancro lo suggerisconorenalei progenitori potrebbero essere all'origine dello sviluppo di differentirenetipi di tumore. In un recente studio, Peired et al. ha mostrato quell'essere umanorenalei progenitori che sovraesprimono NICD1 avevano una maggiore capacità proliferativa e formavano una mitosi aberrante nelle colture 2D e potevano generare una massa simile a un tumore nelle colture 3D [8]. Allo stesso modo, Pax2 plusrenalei progenitori che sovraesprimono NICD1 in seguito all'induzione del transgene in topi adulti o in seguito a IRI erano all'origine di adenomi papillari e RCC [8]. A conferma di questa scoperta, un trattamento che blocca l'attivazione endogena di NOTCH1 indotta da AKI ha portato allo sviluppo di un minor numero di tumori [8]. Recentemente, due studi hanno suggerito che gli angiomiolipomi provengano da multipotentirenecellule epiteliali localizzate nel tubulo e in fase di espansione clonale in risposta alla delezione del gene del complesso della sclerosi tuberosa (TSC) [109,110]. Entrambi gli studi hanno proposto che queste cellule potrebbero esserlorenaleprogenitori con capacità di differenziazione multilineare [109,110]. È interessante notare che Cho et al. ha rivelato che l'attivazione di un circuito regolatorio Rheb-Notch-Rheb precedentemente non segnalato, in cui il legame ciclico di Notch1 con gli elementi reattivi Notch (NRE) sul promotore di Rheb è un evento chiave, è stato il meccanismo principale alla base della generazione del linee multiple presenti nell'angiomiolipoma [109]. Presi insieme, questi risultati indicano che una deregolamentazione del percorso Notch inrenalei progenitori possono portare arenalepatologie.

Wan et al. ha osservato che l'espressione di SOX9 era sovraregolata nei pazienti con RCC e correlata con il grado patologico avanzato [111]. Anche i pazienti con RCC con livelli elevati di SOX9 hanno avuto una sopravvivenza più breve [111]. Questi dati hanno confermato uno studio precedente che associava l'espressione di SOX9 con la classificazione di RCC Fuhrman e hanno mostrato che i pazienti con SOX9 ( ) avevano una risposta terapeutica molto migliore agli inibitori della tirosin-chinasi rispetto a quelli con SOX9 ( più ) [112]. Pertanto, potremmo ipotizzare che un aumento dell'espressione di SOX9 in SOX9 plusrenalei progenitori potrebbero contribuire allo sviluppo di RCC. Un meccanismo simile è stato descritto nel cancro al seno di tipo basale, in cui l'espressione di SOX9 nelle cellule staminali/progenitrici luminali potrebbe controllare la plasticità del lignaggio per il cancro attraverso l'attivazione della segnalazione di NF-κB [113].

Prospettive sul futuro dei progenitori renali

Sequenziamento dell'RNA unicellulare: entriamo in sintonia con i tempiIl rapido sviluppo di scRNAseq sta aprendo nuove prospettive per la dissezione dei processi molecolari coinvoltirenaleregolazione progenitrice in condizioni fisiologiche e patologiche. ScRNAseq consiste nell'ottenere la profilazione dell'espressione genica ad una risoluzione unicellulare, mettendo in evidenza i diversi stati cellulari e le dinamiche molecolari anche delle sottopopolazioni più rare. Questa nuova tecnologia è stata utilizzata con successo in diversi organi, ad esempio per studiare la prominina 1 più progenitori epatici [114], i progenitori linfoidi sottoregolati da Dach1 [115] e KTR5 più progenitori polmonari in pazienti COVID-19 [116]. Negli ultimi anni, un numero crescente di gruppi di ricerca ha applicato questa strategia per definire le popolazioni cellulari delreninei topi e nell'uomo [117–120]. In uno studio molto recente, Rudman-Melnick et al. identificato la firma trascrizionale di tutte le popolazioni cellulari in un modello sperimentale di AKI, evidenziando la presenza di molecole correlate alla lesione precedentemente non descritte [119]. Un tale approccio potrebbe potenzialmente rivelare nuovi meccanismi attivati ​​inrenaleprogenitori che seguono l'AKI, portando all'identificazione di potenziali bersagli molecolari. Nel loro articolo seminale, Young et al. sono stati in grado di abbinare cellule chiare e cellule RCC papillari a un sottotipo di cellule tubulari contorte prossimali definite dall'espressione di SLC17A3 e VCAM1 [117]. Come accennato in precedenza, l'espressione di VCAM1 o CD106 caratterizza, insieme a CD133, una rara popolazione direnaleprogenitori sparsi per lo più nel tubulo prossimale [6]. Un'analisi dei dati di scRNAseq ha rivelato che il trascrittoma progenitore renale umano mostra somiglianze con PT1, la presunta cellula di origine dell'RCC papillare umano [8]. Queste osservazioni confermano la nostra ipotesi che l'RCC papillare abbia origine dalla trasformazione e proliferazione mediata da Notch di una popolazione di tubuli prossimali di progenitori renali [8].

Applicazioni cliniche: la clinica chiama la melodia

Le terapie a base di progenitori renali rappresentano una nuova promettente frontiera nel trattamento dimalattie renali, poiché diversi studi suggeriscono che miglioranofunzione renalea seguito di infortunio [121]. Tuttavia, l'iniezionerenaleprogenitori direttamente in modelli animali didanno renaleper indurre la rigenerazione dei tessuti presenta importanti limitazioni che sono state esposte altrove [121]. Questi avvertimenti potrebbero essere aggirati grazie alle proprietà recentemente sfruttate direnaleprogenitori, che è la loro capacità di secernere fattori trofici, citochine o chemochine che mediano efficacementereneriparare in modo paracrino o autocrino (Figura 2). Kenji et al. riferito che l'iniezione intraperitoneale di surnatante di coltura ottenuto da ratto adultorenei progenitori hanno soppresso significativamente l'apoptosi delle cellule tubulari del residuorenalecellule, hanno diminuito l'infiammazione e promosso la proliferazione di cellule immature in un modello sperimentale IRI attraverso il rilascio di HGF (fattore di crescita degli epatociti), EGF (fattore di crescita epidermico), TGF- ed Epo (eritropoietina) [122]. In effetti, è stato segnalato che l'uso terapeutico di numerosi fattori di crescita miglioralesioni renali, come HGF, BMP7, EGF, TGF- e VEGF (fattore di crescita endoteliale vascolare) [123-127]. Sallustio et al. riferì quell'essere umanorenalei progenitori non solo riparano significativamente le cellule tubulari danneggiate, ma esibiscono anche effetti antifibrotici attraverso la secrezione di CXCL6 (CXC motif chemokine ligand 6), SAA2 (siero amiloide A2), SAA4 (siero amiloide A4) e BPIFA2 (BPI (permeabilità battericida -crescente) membro della famiglia A contenente pieghe 2) attraverso un meccanismo paracrino [128]. Aggarwal et al. ha riferito che ilrenalesecrezione progenitrice dei limiti di Eporenalefibrosi dopo lesione tubulare [129]. Oltre ai fattori solubili, i progenitori renali secernono vescicole extracellulari (EV), particelle delimitate da doppio strato lipidico di dimensioni nanometriche che trasportano lipidi, proteine ​​​​e RNA bioattivi che consentono la comunicazione cellula-cellula attraverso azioni paracrine. Il tipo più piccolo e meglio descritto di veicoli elettrici sono gli esosomi, che sono stati recentemente studiati per i loro effetti protettivi contro l'AKI indotto da IRI [130,131]. Li et al. hanno dimostrato che gli esosomi derivati ​​da progenitori renali potrebbero ripristinare le strutture e le funzioni renali attraverso le loro capacità immunomodulatorie, antiapoptotiche e di stimolazione della proliferazione nei modelli AKI. I microRNA (miRNA) erano i componenti più abbondanti degli esosomi e, tra questi, miR-146a è stato identificato come il giocatore chiave nella mediazione degli effetti citoprotettivi sottoregolando la segnalazione di IRAK1 (interleuchina 1 recettore 1 chinasi 1)/NF-kB [130]. In un modello di nefropatia diabetica, è stato riscontrato che gli esosomi secreti dai progenitori urinari riducono l'apoptosi dei podociti sopprimendo la caspasi-3 e promuovendo la rigenerazione vascolare, che può essere correlata alle citochine VEGF, TGF- 1, angiogenina e BMP -7 contenuto negli esosomi derivati ​​dal progenitore urinario [132]. L'inibizione dell'apoptosi dei podociti era anche correlata alla sovraespressione di miR-16-5p negli esosomi secreti dai progenitori urinari sopprimendo il VEGF-A [133].

Molecole ed esosomi secreti darenalei progenitori promuovono il recupero damalattie renaliattraverso la loro capacità di esercitare una serie di effetti renoprotettivi e rigenerativi grazie alla loro ridotta immunogenicità e al minor rischio di maldifferenziamento e tumorigenesi rispetto alle terapie cellulari. Queste straordinarie caratteristiche li rendono attraenti per le applicazioni cliniche. Un'altra sfida nell'approccio clinicomalattie renaliè la scoperta di nuovi strumenti per la diagnosi e il monitoraggiomalattie renaliche sarebbero facilmente accessibili con procedure non invasive. In questo contesto, l'urina rappresenta un prezioso biofluido grazie alla sua accessibilità, al campionamento facile e veloce e all'ampia varietà di proteine, metaboliti, cellule e contenuti cellulari rilasciati dal tratto urogenitale [134]. La presenza di cellule nelle urine che mostrano le proprietà delle cellule staminali è stata descritta per la prima volta da Zhang et al. nel 2008 [135]. Negli anni successivi, diversi gruppi hanno sviluppato tecniche per isolare e caratterizzare i progenitori derivati ​​dalle urine da donatori sani e pazienti conrenedisturbi [136]. Non è stato ancora raggiunto un consenso formale su quali marcatori possano essere utilizzati per definire i progenitori derivati ​​dalle urine. La maggior parte degli studi ha indicato che esprimono marcatori di cellule staminali mesenchimali (CD44, CD73 e VIM) e marcatori di cellule staminali (come POU5F1, SSEA4 e TRA-1-81, nonché CD117) ma nessun marcatore di ematopoietico o derivato dall'urotelio lignaggi cellulari e bassi livelli di marcatori tubulari o specifici dei podociti [136]. Per quanto riguarda le loro origini, Bharadwaj et al. ha mostrato che derivava dall'urinarenalei progenitori portavano il cromosoma Y in un maschio a femminatrapianto renaledestinatario, indicando che provengono dalreni[137]. Queste cellule hanno la capacità di differenziarsi in podociti [138] ed esprimere marcatori proteici specifici per podociti e PEC [137,139], suggerendo che provengano da PEC. Un'analisi comparativa del trascrittoma di derivati ​​dalle urinerenaleprogenitori erenederivato dalla biopsiarenalele cellule epiteliali prossimali hanno confermato l'identità progenitrice renale dei progenitori derivati ​​dall'urina [87], indicando che potrebbero anche provenire da progenitori tubulari sparsi. Queste cellule possono essere riprogrammate in cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC) e essere utilizzate per la medicina rigenerativa, la modellazione di malattie o test farmacologici [140,141].

Recentemente, è stato proposto che l'espressione delrenaleIl marcatore progenitore CD133 negli EV urinari rappresenta un buon marker per la valutazione dello stato funzionale del compartimento tubulare renale e della presenza di cellule con attività proliferativa e riparatrice all'interno dei tubuli dopo la lesione. Infatti, due studi hanno riportato che i livelli di CD133 più EV urinari, elevati nei soggetti sani, non solo diminuiscono nei pazienti con danno tubulare acuto [142] ma, anche, in condizioni glomerulari acute e croniche [143]. Inoltre, la presenza degli stessi progenitori renali nelle urine può riflettere lo stato fisiopatologico direnalefazzoletto di carta. In particolare, Manonelles et al. ha fornito la prova che l'isolamento di CD133 più CD24 più progenitori renali dalle urine di pazienti trapiantati stabili a sei mesi potrebbe predire lo scarso esito a lungo termine del trapianto a due anni [144]. La proliferazione e la migrazione dei progenitori renali dalla capsula di Bowman al ciuffo glomerulare attraverso lo spazio urinario al fine di sostituire i podociti distaccati potrebbe spiegare l'escrezione dei progenitori renali e, se sostenuta nel tempo, potrebbe non riuscire a preservare la funzione dell'allotrapianto, con conseguente declino della GFR, albuminuria e sviluppo di lesioni istologiche glomerulari croniche [144].

Derivato dalle urinerenele cellule potrebbero anche essere un potente strumento personalizzato per studi funzionali su varianti candidate in ereditarietàmalattia renale. Come descritto da Lazzeri et al., derivato dalle urinerenalei progenitori ottenuti da pazienti portatori di mutazioni patogene nei geni che codificano per le proteine ​​dei podociti si espandono in coltura ma sviluppano anomalie nell'espressione o nella localizzazione delle proteine ​​dei podociti in seguito alla differenziazione dei podociti [138]. In accordo con questa evidenza, la stessa tecnica è stata utilizzata per dimostrare la patogenicità di una variante del gene NPHS1 di significato sconosciuto in un paziente con nefrite lupica refrattaria [145]. Un altro studio ha sottolineato la possibilità di utilizzare cellule epiteliali renali derivate dall'urina per effettuare studi sull'RNA e sul funzionamentorene-geni specifici, convalidando la patogenicità di una variante sinonimo di PKHD1 (polycysticreneed epatica 1) e confermando la diagnosi genetica di ARPKD (Autosomal Recessive PolycysticMalattie renali) in un paziente con insufficienza renale cronica associata a policistico atipicoreni [146].

Conclusioni

Una vasta letteratura descrive i numerosi meccanismi di regolazione dellarenaleprogenitori nei compartimenti glomerulare e tubulare, permettendoci di avere una visione globale della complessità dei processi molecolari in atto nelle condizioni fisiologiche e in quelle patologiche. Conoscere la firma molecolare direnaleprogenitori apre le porte all'identificazione di nuovi bersagli da sostenere per i farmacirenerigenerazione o biomarcatori da monitorarereneSalute.