Cercetătorii au dezvoltat rinichiul artificial care testează toxicitatea medicamentelor

Rinichii au un rol vital în menținerea homeostaziei în organism prin eliminarea substanțelor toxice și superflue din sânge, inclusiv a deșeurilor generate în timpul proceselor metabolice, prin urină. Cu toate acestea, toxicitatea poate fi indusă în rinichi și de anumite medicamente. O echipă de cercetare de la POSTECH (Coreea de Sud) a conceput rinichiul artificial care testează toxicitatea medicamentelor.

Echipa de cercetare POSTECH condusă de profesorul Dong-Woo Cho și de profesoara Jinah Jang (Departamentul de Inginerie Mecanică) a fabricat un microvas glomerular pe un cip, care include celule endoteliale glomerulare, straturi de podocite și o membrană bazală glomerulară (GBM) folosind un proces de fabricație într-o singură etapă.

• De la carbon la dulciuri: Cercetătorii chinezi transformă CO₂ în zahăr
• Vulcanii adânci de pe fundul oceanelor Pământului ar ascunde indicii cu privire la viața extraterestră

Rezultatele cercetării au fost publicate în Biofabrication.

Nefronul este unitatea structurală și funcțională fundamentală a rinichilor. Acesta cuprinde o rețea de vase de sânge mici numită glomerul, răsucită asemenea unui fir, care contribuie la formarea corpusculului renal împreună cu capsulele glomerulare.

De asemenea, glomerulul are un rol în eliminarea deșeurilor din sânge. Atunci când se administrează o cantitate excesivă de medicamente, nefronul este adesea primul organ care prezintă toxicitate medicamentoasă, explică Eurek Alert.

Rinichiul artificial care testează toxicitatea medicamentelor

Având în vedere această provocare, eforturile au fost îndreptate spre a dezvolta rinichiul artificial care testează toxicitatea medicamentelor în concentrații și combinații specifice înainte de administrarea efectivă la pacienți. Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că glomerulul este responsabil nu numai de reglarea celulelor endoteliale, ci și de eliberarea selectivă a proteinelor. Această funcție necesită interacțiuni ale podocitelor și proteinelor GBM și este executată la scară microscopică, ceea ce face dificilă simularea acesteia.

Echipa a fabricat cu succes un microvas glomerular pe un cip, care simulează aranjamentul complicat al celulelor endoteliale glomerulare, straturile de podocite și GBM într-o singură etapă.

Acest cip permite co-cultura endoteliului glomerular monostrat și a epiteliului podocitelor, care demonstrează markeri funcționali maturi ai celulelor glomerulare. Mai mult, interacțiunile adecvate dintre aceste celule conduc la producerea de proteine GBM, componentele cheie ale GBM in vivo.

În plus, echipa a evaluat capacitatea de permeabilitate selectivă, o funcție caracteristică a barierei de filtrare glomerulară în acest nou model glomerular și a evaluat răspunsul acestui model la leziunile induse de adriamicină și hiperglicemie.

O invenție cu potențial nelimitat

„Am simulat cu succes unitățile glomerulare ale rinichilor, care oferă un potențial nelimitat pentru screeningul medicamentelor și testarea nefrotoxicității în practica clinică”, a explicat profesorul Dong-Woo Cho, care a condus studiul.

„Această dezvoltare ne va permite să detectăm precoce toxicitatea medicamentelor, facilitând modelarea bolii glomerulare și oferirea unui tratament personalizat pacienților”, a adăugat el.

Vă recomandăm să citiți și:

Dieta mediteraneană poate reduce riscul de demență

Cercetătorii chinezi au folosit celule stem pentru a crea șoareci cu coarne de cerb

O bioimprimantă 3D va printa meniscuri umane pe Stația Spațială Internațională

De ce dor migrenele dacă creierul nu are receptori de durere?