Může být zničení ledvinových kmenových buněk příčinou progrese chronické renální insuficience?
Sagrinati C, Netti GS, Mazzinghi B, et al. : Isolation and characterization of multipotent progenitor cells from the Bowman’s capsule of adult human kidneys. J Am Soc Nephrol 2006;17:2443–2456.
Velké naděje vkládané do možné regenerace funkčního parenchymu závisejí do značné míry na identifikaci kmenových buněk pro tkáně dospělé ledviny. Regenerační a reparační schopnost ledvin dospělých jedinců byla opakovaně dokumentována experimentálními (u glomerulopatií např. v modelu mesangiolýzy navozené protilátkou anti- Thy-1.1) i klinickými daty (zhojení akutní tubulární nekrózy, ústup diabetických změn v glomerulech po jejich transplantaci nediabetikovi), přesný mechanismus reparace a regenerace zůstává ale nejasný (Abouna et al., 1983; Little, 2006). U pacientů s akutním selháním ledvin mohou přispívat k reparaci poškozených tubulů pravděpodobně zejména lokální intrarenálně (v tubulech nebo v renálním intersticiu) lokalizované kmenové buňky. Podíl renálních kmenových buněk vzniklých v kostní dřeni se v současné době zdá být málo významný. Přestože i glomeruly jsou schopny značného stupně reparace, intraglomerulárně lokalizované renální kmenové buňky nebyly dosud izolovány.
V komentované práci autoři využili k identifikaci renálních kmenových buněk povrchovou expresi molekul CD24, kterou exprimují různé typy lidských kmenových buněk a také nediferencovaný mesenchym během renální embryogeneze, a CD133, markeru tkáňové kmenové buňky vyskytující se v různých orgánech dospělých jedinců. Oba tyto markery exprimovala podskupina parietálních epitelových buněk (vystýlajících Bowmanovo pouzdro).
Izolované parietální epitelové buňky CD24+ CD133+ byly získány z ledvin pacientů s karcinomem ledviny, u nichž byla provedena jednostranná nefrektomie. Parietální epitelové buňky CD24+ CD133+ byly lokalizovány blízko močového pólu glomerulu (blízko přechodu Bowmanova pouzdra v proximální tubulus). Po izolaci enkapsulovaných glomerulů na fibronektinem pokrytých destičkách byly izolovány přerůstající buňky CD24+ CD133+ pomocí imunomagnetické separace. Kontaminace podocyty a tubulárními buňkami byla vyloučena, izolované buňky neexprimovaly žádné znaky specifické pro jednotlivé linie diferencovaných renálních buněk, na druhé straně ale exprimovaly transkripční faktory charakteristické pro multipotentní kmenové buňky. Izolované CD24+ CD133+ pozitivní buňky byly schopny (na rozdíl od buněk CD24- CD133-) sebeobnovy, měly vysoký klonogenní potenciál a byly schopny diferenciace do několika linií diferencovaných buněk (tubulárních buněk z různých částí nefronu exprimujících pro různé segmenty specifické enzymy a transportéry, kostních buněk vytvářejících mineralizované noduly, adipocytů nebo nervových buněk).
Injekce těchto buněk myším s akutním selháním ledvin (v důsledku rhabdomyolýzy vyvolané intramuskulární aplikací hypertonického glycerolu) a se syndromem těžké kombinované imunodeficience (SCID), které nejsou schopny vyvinout reakci štěpu proti hostiteli, stimulovala regeneraci tubulárních struktur v různých částech nefronu a výrazně zmenšila morfologické (rozsah intersticiální fibrózy) i funkční poškození ledvin.
Komentář
- Prof. MUDr. Vladimír Tesař, DrSc., MBA, FERA, FASN, Klinika nefrologie 1. LF UK a Všeobecné fakultní nemocnice v Praze
Literatura
- Abouna GM, Al-Adnani MS, Kremer GD, et al. Reversal of diabetic nephropathy in human cadaveric kidneys after transplantation into nondiabetic recipients. Lancet 1983;2:1274–1276.
- Bariety J, Bruneval P, Hill GS, et al. Transdifferentiation of epithelial glomerular cells. J Am Soc Nephrol 2003;14(Suppl):S42–S47.
- Kriz W, LeHir M. Pathways to nephron loss starting from glomerular diseases – insights from animal models. Kidney Int 2005;67:404–419.
- Little MH. Regrow or repair: potential regenerative therapies for the kidney. J Am Soc Nephrol 2006;17:2390–2401.
- Kategorie: Komentované články
- Klíčová slova: chronické renální selhání
V komentované práci autoři prokázali, že subpopulace lidských parietálních epitelových buněk v Bowmanově pouzdře exprimuje markery kmenových buněk CD24 a CD133 a pro kmenové buňky specifické tranksripční faktory Oct-4 a BmI-1, a neexprimuje markery specifické pro jednotlivé renální subpopulace. Tyto CD24+ CD133+ parietální epitelové buňky byly purifikovány z kultivovaných enkapsulovaných glomerulů, měly potenciál k sebeobnově a vysokou klonovací účinnost.
Za specifických kultivačních podmínek mohly být individuální klony CD24+ CD133+ parietálních epitelových buněk indukovány k maturaci do funkčních tubulárních buněk s fenotypovými rysy buněk proximálního či distálního tubulu, osteogenních buněk, adipocytů a buněk, které měly některé fenotypové a funkční rysy neuronů. Injekce CD24+ CD133+ renálních buněk SCID myši s akutním selháním ledvin stimuluje regeneraci tubulárních struktur různých částí nefronu a výrazně zmírňuje morfologické a funkční známky ledvinového poškození. Buňky CD24+ CD133+ byly schopny repopulovat poškozené tubuly a přispět k jejich regeneraci.
Hlavním přínosem komentované práce je tedy izolace glomerulárně lokalizovaných kmenových buněk, které byly schopny v modelu experimentálního akutního selhání ledvin velmi významně potencovat regeneraci poškozených tubulů. Autoři tyto buňky pojmenovali jako multipotentní progenitory získané z dospělých parietálních epitelových buněk (adult parietal epithelial multipotent progenitors – APEMP). Glomerulotubulární přechod může představovat typickou „niku“ pro tyto kmenové buňky. Identifikace těchto renálních kmenových buněk a jejich lokalizace v oblasti Bowmanova pouzdra může mít zásadní význam nejen pro terapii renálních onemocnění, ale může také změnit náš pohled např. na patogenezi progresivních nefropatií či vznik glomerulárních srpků.
Lokalizace renálních kmenových buněk v oblasti močového pólu Bowmanova pouzdra by mohla např. pomoci vysvětlit, proč extenze glomerulárního onemocnění do oblasti Bowmanova pouzdra (s potenciálním zničením „niky“ pro renální kmenové buňky) vede často k ireverzibilnímu poškození nejen glomerulů, ale i tubulů (Kriz et al., 2005).
Jiným provokativním nápadem autorů této práce je představa, že tvorba glomerulárních srpků může představovat dysregulovanou proliferaci těchto renálních kmenových buněk s jejich transdiferenciací do mesenchymálních a myeloidních buněk.
Existence renálních kmenových buněk v místě glomerulotubulárního přechodu by také mohla vysvětlit tzv. embryonální hyperplazii epitelu Bowmanova pouzdra, se kterou se setkáváme v okolí zničených glomerulů pacientů léčených chronickou hemodialýzou (Bariety et al., 2003).
Kromě potenciálně nových výkladů vzniku glomerulárních srpků a progresivního charakteru chronických nefropatií přináší ale izolace renálních multipotentních progenitoroých buněk zejména možnost ovlivnit regeneraci renálních tkání při jejich akutním či chronickém poškození. Komentovaná data bude ale nutno nejprve potvrdit dalšími studiemi a poté vyřešit nemalé problémy s izolací renálních kmenových buněk, jejich namnožením a optimálními cestami aplikace. Cesta k „buněčné“ terapii renálních chorob tak nepochybně bude ještě velmi dlouhá.