Queste cellule immunitarie si rinnovano dopo un danno renale acuto
Un nuovo studio sui topi mostra che alcune cellule immunitarie nei reni si “rinnovano” dopo un danno renale acuto, raggiungendo uno stato di sviluppo simile a quello dei neonati. I risultati possono aiutare a sviluppare terapie che consentono ai reni di guarire dopo un infortunio.
Il danno renale acuto (AKI) descrive un'improvvisa perdita della funzione renale e di solito colpisce le persone che sono già ricoverate in ospedale.
L'AKI tende a verificarsi a seguito di un'altra malattia o medicinale, sebbene la condizione possa colpire anche persone sane.
Le stime mostrano che circa "due terzi dei pazienti in condizioni critiche" sviluppano AKI, il che aumenta il rischio di morte oltre il 60%.
Inoltre, l'incidenza di AKI è in aumento. Secondo il National Institutes of Health (NIH), il tasso di casi di AKI che necessitano di dialisi è aumentato del 10% ogni anno nell'ultimo decennio. Anche il numero di decessi correlati all'AKI è raddoppiato, secondo il rapporto NIH.
Quindi, la necessità di trattamenti AKI più efficaci è urgente e una nuova ricerca ci avvicina allo sviluppo di tali terapie.
Nell'AKI, il tessuto renale non può guarire, il che porta a una disfunzione renale. Tuttavia, gli scienziati dell'Università dell'Alabama a Birmingham (UAB) stanno lavorando per trovare nuovi modi per promuovere la guarigione.
Il dottor Anupam Agarwal, direttore della Divisione di Nefrologia presso il Dipartimento di Medicina dell'UAB, insieme a James George, Ph.D., professore presso il Dipartimento di Chirurgia dell'UAB, ha condotto il nuovo studio. È stato pubblicato sulla rivista JCI Insight.
Il team di ricerca ha scoperto che le cellule immunitarie chiamate macrofagi ritornano a uno stato di sviluppo durante l'AKI. Queste cellule potrebbero essere utilizzate per guidare la guarigione del tessuto renale.
Come i macrofagi riprogrammano il post-AKI
Per esaminare i tipi di cellule che possono essere trovate nei reni danneggiati, i ricercatori hanno utilizzato un processo chiamato parabiosi, in cui uniscono i sistemi cardiovascolari di due organismi, in questo caso, due topi.
Il team ha fatto questo per determinare se i macrofagi che hanno trovato nei reni dopo l'AKI derivassero da altre cellule che avevano invaso i reni in risposta al danno o se derivassero da "macrofagi residenti nei reni" che si sono rinnovati.
Gli scienziati si sono uniti ai sistemi circolatori dei roditori per un periodo di 4 settimane, durante le quali hanno innescato l'AKI in uno dei topi inducendo "ischemia / riperfusione bilaterale".
Le cellule immunitarie dei roditori avevano marcatori diversi, che hanno permesso ai ricercatori di tracciare le cellule che hanno invaso i reni dopo AKI.
Il dottor Agarwal e il team hanno osservato che le cellule invasori hanno contribuito molto poco ai macrofagi residenti nei reni trovati nei reni dopo AKI.
Pertanto, "la fonte rinnovante di [macrofagi residenti nei reni] dopo AKI è prevalentemente il rinnovamento in situ, al contrario dell'infiltrazione di precursori dei macrofagi dal sangue", concludono gli autori, che dettagliano anche alcuni dei meccanismi che possono spiegare i risultati.
I macrofagi residenti nei reni, notano i ricercatori, "vengono sottoposti a riprogrammazione trascrizionale verso uno stato di sviluppo dopo la lesione". Questa riprogrammazione porta ad esprimere un profilo genico simile a quello dei macrofagi residenti nei reni nei topi di 7 giorni.
Le cellule immunitarie avevano anche livelli maggiori di segnalazione Wnt. I ricercatori ritengono che questo percorso sia la chiave per lo sviluppo dei reni nei topi e negli esseri umani.
Implicazioni per nuove terapie AKI
Riguardo ai risultati, Jeremie M. Lever, uno dei primi autori dello studio, commenta: "la biologia dei macrofagi ha raggiunto un punto cruciale".
"Molti studi di ricerca scientifica di base hanno suggerito l'importanza [dei] macrofagi residenti nei tessuti nella guarigione dopo un trauma, ma [lo] sviluppo di terapie che li promuovono è ancora nelle fasi iniziali", continua.
"Al fine di utilizzare con successo queste cellule per gli interventi traslazionali contemporanei, [abbiamo bisogno] di essere specifici circa l'origine - tessuto-residente contro infiltrante - delle cellule che intendiamo prendere di mira", spiega Lever.
Il primo autore, il dottor Travis D. Hull, Ph.D., afferma: "Questo lavoro dimostra che i macrofagi residenti nei tessuti possiedono la stessa plasticità che è stata dimostrata in altri tipi di cellule immunologiche".
"Inoltre, questa capacità di riprogrammare un fenotipo ontologico precoce è una potenziale via per un intervento terapeutico, se i segnali cellulari ei meccanismi di questa riprogrammazione possono essere completamente chiariti".
Dr. Travis D. Hull, Ph.D.
"Questo è uno sviluppo entusiasmante nel campo dell '[AKI]", dice Hull, aggiungendo che "può anche rappresentare un obiettivo terapeutico in campi come il trapianto, dove l'importanza della biologia dei macrofagi è meno ben compresa".
