Ledviny hrají vnašem životě zásadní roli. Zbavují se odpadních látek a toxinů z krve, ale jak přesně buňky transportují tyto látky přes orgány je záhadou. Výzkumníci na Johns Hopkins University objevili dosud nepozorovanou funkci ledvinových buněk.

Veškerá krev v našem těle prochází ledvinami. V ledvinách se přefiltruje pomocí filtrační jednotky (nefronu) a následně se čistá krev vrací do krevního oběhu. Nefron je základní stavební a funkční jednotkou ledviny, který se skládá z Malpigiho tělíska a sítě kanálků. Dosud se epitelové buňky lemující tyto kanálky považovaly za nehybné. „Základní fyzikální zákony říkají, že k pohybu věcí potřebujete síly,“ řekl Sean Sun, hlavní autor studie. „V tomto případě nejde o pohyb buněk, ale o pohyb tekutiny, který je způsoben buňkami lemující kanálky nefronu.“ V normálních lidských ledvinových buňkách probíhá tok tekutiny od apikální strany na bazální a tlak je vyšší na bazální straně.

Výzkumníci Johns Hokins Univerzity modelovali orgán pomocí umělé mikrofluidní ledvinové pumpy. Tato pumpa je navržena tak, aby napodobovala mikrofyziologii tubulárního epitelu nefronu v ledvinách. Zařízení měří transepitelální tok tekutiny a gradient hydraulického tlaku vyvinutého přes epitel, přičemž umožňuje zobrazení živých buněk a současnou kontrolu tekutiny. V tomto zařízení prochází tekutina mezi dvěma mikrovlákny prostřednictvím epiteliálních buněk, během něhož se zaznamenává tlak tekutiny v různých oblastech pomocí zařízení. Tým skutečně pozoroval funkci epitelových buněk jako mechanických čerpadel tekutiny. Aktivně generovaly gradient tlaku tekutiny, který pohání tekutinu specifickým směrem jako běžné vodní čerpadlo v domácnosti.

Výzkumný tým následně zajímalo, jak se funkce epitelových buněk mění v případě onemocnění. Testovali stejné zařízení pomocí ledvinových epitelových buněk od pacientů s autozomálně dominantním polycystickým onemocněním ledvin (ADPKD), porucha, při které se tvoří cysty naplněné tekutinou. Zjistilo se, že nemocné buňky pumpují tekutinu opačným směrem než zdravé buňky. To změnilo tlakový profil ledvinových trubic a změnilo jejich tvar, což mohlo hrát hlavní roli ve vývoji cyst.

Ve výzkumu byl také testován přípravek Tolvaptan, který se používá ke zpomalení progrese v mikrofluidním zařízení, aby zjistili, co lék způsobí s buňkami. Zjistili, že působením tohoto léku buňky snižují svůj čerpací tok a tlakové gradienty, což zpomalí vývoj cyst.

Tým říká, že objev by mohl odemknout nové potenciální léky nebo léčby, zatímco zařízení by mohlo najít využití jako nástroj pro screening ADPKD a jiných chorob v ledvinách a jiných orgánech.

Úvodní foto: Unsplash, Robina Weermeijer

Zdroj: newatlas.com

Originální studie: https://www.nature.com/articles/s41467-022-29988-w (IF:
14.919)

Další články na téma fyziologie ledvin na CZECHSIGHT:

Vědcům se podařilo transplantovat ledvinu prasete člověku
Náš imunitní systém nás chrání před nemocemi tím, že napadne cokoli, co rozezná jako nepřirozenou součást našeho těla. Transplantace z ledvin z prasete na člověka je proto obrovským krokem v medicíně.
Vědci vyvinuli umělou ledvinu. Díky získanému ocenění mohou začít s klinickými testy
“The Kidney Project” představuje velký krok kupředu v léčbě ledvinových onemocnění. Díky jejich umělé ledvině, budou pacienti osvobozeni od dialýzy. Zařízení bude použitelné i u čekatelů na transplantaci.