תמונה אימונופלואורסצנטית של מחלת כליות פוליציסטית אורגנואידית. קרדיט: NTU Singapore
המחקר פורץ הדרך של NTU Singapore על 'מיני כליות' מציע תקווה חדשה לטיפול במחלת כליות פוליציסטית, כאשר מינוקסידיל מתגלה כטיפול מבטיח.
מדענים מהאוניברסיטה הטכנולוגית של Nanyang, סינגפור (NTU Singapore) גידלו בהצלחה 'מיני כליות' במעבדה והשתלו אותן בעכברים חיים, וחשפו תובנות חדשות לגבי הפגמים המטבוליים וטיפול אפשרי במחלת כליות פוליציסטית.
"מיני כליות", או אורגנואידים של כליה, הם מבנים דמויי כליות שגדלים במעבדה באמצעות תאי גזע. במחקר שהוביל בית הספר לרפואה Lee Kong Chian של NTU (LKCMedicine), החוקרים גידלו את האורגנואידים באמצעות תאי עור שמקורם בחולים עם מחלת כליות פוליציסטית (PKD), צורה נפוצה של מצב גנטי המשפיע על 1 מכל 1000 אנשים בכל העדות האתניות.(1)
אנשים עם PKD מתקדמים לעתים קרובות למחלת כליות סופנית בין שנות ה-50 ל-60 לחייהם, כאשר אפשרויות הטיפול הסטנדרטיות הזמינות הן דיאליזה או השתלת כליה. עם זאת, דיאליזה פוגעת באופן משמעותי באיכות החיים של המטופל, בעוד שכליה מושתלת יכולה להיות מאתגרת לרכישה. אפשרות נוספת היא התרופה טולבפטן שאושרה על ידי מינהל המזון והתרופות (FDA), שהיא יקרה מאוד ויש לה תופעות לוואי קשות על הכבד.
תמונה של אורגנואידים מיקרוסקופיים של כליה ציסטית שמקורם בתאי גזע פלוריפוטנטיים המושרים על ידי המטופל. קרדיט: NTU Singapore
כדי לענות על הצורך בטיפול יעיל יותר לחולי PKD, צוות המחקר של NTU ביקש להבין טוב יותר את המחלה על ידי השתלת הכליות המיני שפותחו בעכברים.
מחקרים קודמים נערכו על מיני כליות שגדלו בצלחת, שיכולה לחקות רק חלקית את מבנה הכליות ותפקודן. מדעני ה-NTU השתילו את הכליות המיני בעכברים חיים כדי לשכפל באופן מקיף את המאפיינים הפתולוגיים של מחלת כליות, כולל זרימת דם, תנועת נוזלים (נוזל צינורי) ותקשורת תאית עם איברים אחרים.
חוקר ראשי עוזר פרופסור שיה יון ב-LKCMedicine אמר, "השתלת אורגנואיד הכליה בעכברים סיפקה לנו גישה מתוחכמת מבחינה פיזיולוגית לחקר מחלת כליות פוליציסטית שכן הצלחנו לחקות מאפייני מחלה קריטיים הדומים לאלה שנצפו בחולי כליות אנושיים."
מאפייני מחלה קריטיים כללו חריגות כמו היווצרות ספונטנית של ציסטות בכליות והנזק שלאחר מכן לצינורות הזעירים שלה.
חברים בצוות המחקר של LKCMedicine כוללים (עומד, LR): עמית המחקר ליו מנג, עמית המחקר ד"ר ג'אנג צ'או, (יושב, LR) עוזר פרופסור פו ג'יה ניי ועוזר פרופסור שיה יון. קרדיט: NTU Singapore
חידושים בחקר טיפולי PKD
במחקר שלהם, דווח בכתב העת המדעי תא גזע של תא, צוות המחקר של NTU אמר שהם מאמינים שהכליות המיני המושתלות שלהם היו באיכות גבוהה מכיוון שהציסטות נמשכות ללא גירוי סטרס נוסף או כימיקלים, גם לאחר שהוסרו מהעכברים החיים לצורך חקירות נוספות בצלחת. לעומת זאת, אורגנואידים קודמים של הכליות שגדלו בצלחת לא יכולים ליצור ציסטות ללא גירוי מתח.
חוקר שותף עוזר פרופסור פו ג'יה ניי ב-LKCMedicine אמר, "הדמיון בין ביטוי המחלה שנצפה במודל המיני הכליות המושתלות שלנו לבין חוויות החיים האמיתיות של חולי מחלת כליות פוליציסטיות מצביעים על כך שגידול אורגנואידים של הכליות והשתלתם בעכברים חיים יכולים להיות מועיל בחקר המחלה וכלי שימושי לבדיקת טיפולים חדשים."
פגמים מטבוליים במחלת כליות פוליציסטית
מדענים יודעים זה מכבר שחריגות במבנה על תאי הכליה, או הריסוס הראשוני, גורמות להיווצרות ציסטות בכליות. עם זאת, בדיקות להבנת המנגנון הרגולטורי והקשר בין חילוף החומרים העיקרי לתאים (אוטופגיה) בעכברים חיים עם PKD, לא היו אפשריים עד כה.
על ידי חקר הפיתוח של PKD בעכברים חיים ובדיקת מסלולים תאיים, חוקרים מצאו ראיות לכך שהגברת האוטופגיה יכולה להפחית את חומרת הציסטות בכליות המיני.
לאחר שקבעו כי הגברת האוטופגיה יכולה להפחית ציסטות, מדעני ה-NTU רשמו 22 תרופות הידועות בהשפעותיהן על חילוף החומרים בתאים ובדקו אותן במעבדה. התוצאות הראו שמינוקסידיל, תרופה קלינית בשימוש נרחב לריפוי יתר לחץ דם ונשירת שיער, הפחיתה ביעילות את היווצרות ציסטות במודל העכבר החדש.
השלכות ומחקרים עתידיים
פרופ' שיה יון אמר, "המחקר שלנו הוכיח כיצד ניתן להפחית ציסטות בכליות חולות פוליציסטיות על ידי הגברת האוטופגיה, מה שמרמז שזה יכול להיות טיפול מבטיח ל-PKD. יתרה מכך, הבטיחות הקלינית המוכחת של מינוקסידיל עשויה לאפשר את ייעודו מחדש במהירות לטיפול בחולי PKD במרפאה. עם זאת, יהיה צורך במחקר נוסף כדי לבסס את הפוטנציאל הזה".
בהתייחס כמומחה עצמאי, פרופסור חבר נג קאר הואי, יועץ בכיר, המחלקה לנפרולוגיה ילדים, דיאליזה והשתלות כליות, המחלקה לרפואת ילדים, Khoo Teck Puat – המכון הלאומי לרפואת ילדים באוניברסיטה הלאומית, בית החולים האוניברסיטאי הלאומי, אמר, "מחלת כליות פוליציסטית היא אחד הגורמים הגדולים ביותר למחלות כליות כרוניות בקרב מבוגרים. טיפול יעיל עשוי לשפר את העלייה במספר האנשים עם אי ספיקת כליות בסינגפור. הקמת מודלים כאלה באורגניזמים חיים מקרבת אותנו צעד אחד למציאת אפשרויות טיפול נוספות.
במחקרים עתידיים, צוות NTU יבדוק את היעילות של מינוקסידיל ויתאים את המודלים המיני של הכליות לחקור מחלות כליה מתפתחות אחרות ללא בסיס גנטי חזק, כגון מחלת כליות סוכרתית.
הערות
- האריס, PC, וטורס, VE (2009). מחלת כליות פוליציסטית. סקירה שנתית של רפואה. כרך 60, 321–337.
