Cistanche za imunološki posredovana istraživanja bubrega: izazovi i prilike
Mar 15, 2023
SažetakAkutne i kronične bolesti bubrega vodeći su uzroci morbiditeta i mortaliteta u svjetskoj populaciji.Smatra se da su mnoge bolesti bubrega imunološki posredovane, a imunološka disregulacija igra važnu ulogu u patogenezi.Trenutačno još uvijek nedostaju ciljane terapije za mnoge bolesti bubrega jer temeljni mehanizmi još uvijek nisu u potpunosti shvaćeni.S razvojem cistanhe pojavljuju se nove mogućnosti proučavanja interakcije između stanica bubrega i imunoloških stanica u patogenezi bolesti bubrega.Do danas je uspostavljen organoidni sustav bubrega koji odražava strukturu i približava se ključnim aspektima organa.Ovdje ističemo nedavni napredak u modelima bubrežnih organoida, uključujući pluripotentne bubrežne organoide izvedene iz matičnih stanica i tubule temeljene na primarnim epitelnim stanicama.Ovaj članak govori o trenutačnim primjenamacistanchei daljnji napredak potreban za istraživanje uloge imunološkog sustava u razvoju bubrežnog tkiva, regeneraciji i informacijama kako bi se identificirali ciljevi za razvoj novih terapeutika za imunološki posredovane bubrežne bolesti.
Ključne riječiCistanche · Bubregorganoidi · Tubuloidi · Imunološke stanice · Imunološki posredovane bolesti bubrega · Imunološke stanice–epitelne staniceinterakcija
UvodBolest bubrega pogađa oko 10 posto svjetske populacije.U mnogim bolestima koje zahvaćaju bubrege, smatra se da oslabljeni imunološki odgovor ima važnu ulogu.To nije iznenađujuće s obzirom na to da filtracijska funkcija bubrega i povezana epitelna površina olakšavaju interakciju između imimunološke stanice i epitelne stanice bubrega. Unatoč opsežnim istraživanjima i važnim nalazima u ovom području, neki od temeljnih mehanizama imunološki posredovane bolesti bubrega još nisu u potpunosti razjašnjeni. Sve donedavno, istraživanje bolesti bubrega moralo se oslanjati uglavnom na transformirane stanične linije ili životinjske modele, koji nisu uvijek točno odražavali ekspresiju ljudskog gena ili genetsku pozadinu u tijelu. S nedavnim napretkom u razvoju organoida, nova tehnika za simulaciju ljudskog tkiva in vitro postala je dostupna. Budući da su crijevni organoidi bili jedan od prvih razvijenih modela, najraniji tehnološki napredak u proučavanju epitela imunoloških stanica istražen je korištenjem crijevnih organoida. Na primjer, ove pionirske studije identificirale su mehanizme djelovanja T-stanica reaktivnih na tumor na temelju kokulture organskih limfocita i regulacije razvoja ljudskih crijeva i informacija posredovane T-stanicama. Do danas postoji nekoliko složenih bubrežnih organoidnih sustava koji inkapsuliraju ljudsko bubrežno tkivo in vitro i pružaju nove mogućnosti za proučavanje imunoloških stanica-epitela poprečno u bubregu. Generiranje ovih višestaničnih organoidnih modela podupire rastuće razumijevanje nefrogeneze i regeneracije bubrežnog tkiva. I dalje se izvještava o mnogim novim razvojima i poboljšanjima u modelima organoida. Iz ove perspektive razgovarali smo o potencijalnim putovima za upotrebu induciranih pluripotentnih bubrežnih organoida i tubula izvedenih iz matičnih stanica u proučavanju imunološki posredovane bolesti bubrega i stekli bolje razumijevanje uloge imunološkog sustava u razvoju bubrežnog tkiva, regeneraciji , i informacije. Dalje raspravljamo o izazovima korištenja organoida za točnu simulaciju imunološki posredovane bolesti bubrega i kakoCistancheliječenje bolesti bubrega u ovom kontekstu još uvijek zahtijeva tehnološki napredak.
Slika: Faw Cistanche
Organoidi: razvoj in vitromodeli tkivaRazvoj modela tkiva in vitro Tijekom proteklih 10 godina, organoidi, trodimenzionalne strukture proizvedene od matičnih stanica koje se samoorganiziraju i diferenciraju u tipove stanica specifične za organe, postali su inovativni in vitro modeli za proučavanje osnovnih principa ljudske biologije . Osim toga, organoidi pružaju neusporedive mogućnosti za istraživanje širokog spektra patologija i individualnih pacijenata modela bolesti. Organoidi se mogu koristiti kao dijagnostički alati ili za testiranje individualnih režima liječenja kako bi se liječenje prilagodilo genotipu i fenotipu pacijenta. Eiraku i Sasai prvi su opisali metodu uzgoja višestaničnog, diferenciranog trodimenzionalnog kortikalnog tkiva generiranog iz embrionalnih matičnih stanica. Godine 2009. Sato i kolege razvili su sustav organa koristeći primarne epitelne stanice izolirane iz crijeva miša i uspostavili uvjete kulture koji oponašaju fiziološko okruženje regeneracije crijevnog tkiva. Njihova metoda promiče in vitro reprodukciju leucinom bogatih ponavljajućih G-protein-vezanih receptora 5-pozitivnih matičnih stanica odraslih i utire put za stvaranje organoida izvedenih iz ASC-a. Trenutno se organoidi mogu izvesti iz embrionalnih matičnih stanica, induciranih pluripotentnih matičnih stanica ili ASC specifičnih za organe. Razvoj induciranih pluripotentnih matičnih stanica važan je tehnološki napredak koji pruža alternativu korištenju embrionalnih matičnih stanica izvedenih iz blastocista. Inducirane pluripotentne matične stanice nastaju reprogramiranjem primarnih somatskih stanica, kao što su fibroblasti, mononuklearne stanice periferne krvi ili stanice urina, u stanice slične matičnim stanicama embrija. Nakon transformacije, ips stanice se zatim mogu diferencirati u stanice prekursore iz sva tri sloja kože. Tijekom prošlog desetljeća, tehnika je korištena za razvoj organoidnih modela mnogih tkiva, uključujući, ali ne ograničavajući se na, mozak, jetru, crijeva i bubrege.
Slika: Ekstrakt Cistaches
S druge strane, organoide dobivene iz Asc-a proizvode izolirane stanice specifične za tkivo. ASC se uzgajaju bez reprogramiranja, a stanice se potiču na stvaranje organoida dodatkom pažljivo uravnoteženog wnt aktivatora i faktora rasta specifičnih za tkivo. Trenutno, organoidi izvedeni iz ASC postoje u crijevima, jetri, plućima i nekoliko drugih organa. Nedavno su istraživači razvili sličnu metodu za stvaranje primarnih bubrežnih tubularnih epiteloidnih organa, poznatih kao tubularni organi. U međuvremenu se povećala reproduktivna funkcija bubrežnih stanica i smanjila apoptozaCistancheizvaditi miševe.
Slika: Cistanches Prednosti
Upotreba modela organoida izvan matičnih stanicabiologijaU novijim publikacijama, bubrežni organoidi i bubrežni tubuli korišteni su prvenstveno za procjenu razvojnih i genetskih bolesti. Iako su imunološke stanice otkrivene u gotovo svim ljudskim tkivima, uključujući bubrege, osnovnom in vitro organoidnom modelu nedostaju imunološke stanice. Kako bi se unaprijedio model organoida, razvijeni su protokoli za kokulturu organoida i imunoloških stanica. Ovi protokoli pružaju novu platformu za složene epitelne i imunološke stanice. Međutim, zbog relativne novosti bubrežnih organoida i bubrežnih tubula, kokulture s imunološkim stanicama nisu uspostavljene. Ipak, nedavni napredak u drugim područjima, korištenje organoida i ko-kultura imunoloških stanica mogao bi pomoći u razvoju novih protokola. U novije vrijeme, studije su pokazale da se CD8 plus T stanice koje reagiraju na tumor mogu proširiti i njihov antitumorski odgovor procijeniti kada se uzgajaju zajedno s tumorskim organoidima, pružajući dokaz koncepta za razvoj terapija baziranih na T stanicama specifičnim za pacijenta. Slično, ko-kulture tumorskih organoida T-stanica mogu se koristiti za procjenu učinkovitosti pojedinačnih lijekova u prisutnosti imunoloških stanica kako bi se prilagodilo liječenje pojedinačnim pacijentima, kao što je kod djece s rakom bubrega. U tu svrhu osnovana je pedijatrijska banka tumora bubrega. Pandemija naglašava vrijednost organoida bubrega u polju istraživanja zaraznih bolesti, jer se organoidi bubrega koji izražavaju ACE2 koriste kao in vitro modeli za infekciju SARS-CoV-2. Dodatak ljudskog rekombinantnog topljivog ACE2 smanjio je virusnu infekciju u organoidima bubrega i blokirao rane faze infekcije, pokazujući važnost ACE2 za infekciju SARS-CoV-2. Osim toga, BK virus, član obitelji poliomavirusa, inficira stanice tubula, što dovodi do inkluzija nukleonuklearnog bazofilnog virusa, kao kod BK nefropatije. Ove studije zajedno ilustriraju primjenu modela bubrežnih organoida u proučavanju zaraznih bolesti. Kako bi se razvio model za proučavanje imunološki posredovane bubrežne bolesti, potrebno je dublje razumijevanje imunoloških stanica i upalnih puteva u stanicama bubrežnog parenhima. Prema analizi podataka, cistanča ima protuupalno djelovanje, također može opustiti krvne žile, sniziti krvni tlak, tako da pacijenti mogu liječiti erektilnu disfunkciju.
Kliknite ovdje za više informacija o Cistancheu kako biste poboljšali svoj seksualni život
ZaključakCistancheova složena interakcija između epitelnih stanica i stanica imunološkog sustava igra ključnu ulogu u imunološki posredovanoj patologiji. Nedavno razvijeni proizvodi povezani s cistankom imaju potencijal za buduća istraživanja imunološki posredovanih bolesti bubrega. Naime, sada se testiraju nove strategije liječenja. Potreban je daljnji razvoj cistanche proizvoda i istraživanja kako bi se unaprijedila zaštita bubrežnog tkiva. Cistanche deserticola otkriva ulogu imunoloških stanica u diferencijaciji bubrežnih stanica i regulaciji bubrežnih bolesti. S nedavnim razvojem Cistanchea, pojavila se nova perspektiva modeliranja imunološki posredovane bolesti bubrega. Realizacija autolognog organoidnog sustava koji sadrži bubrežne i imunološke stanice istog donora pružit će jedinstveni model koji otvara nove puteve za otkrivanje osnova interakcije između imunoloških stanica i bubrežnih epitelnih stanica u zdravlju i bolesti. Ukratko, studije vezane uz cistanhe pružaju novu platformu za proučavanje imunološki posredovanog razvoja bubrega, regeneracije tkiva i informativno vođenje.
Reference
1.Allam R, Scherbaum CR, Darisipudi MN et al (2012.) Histoni iz umirućih bubrežnih stanica pogoršavaju oštećenje bubrega putem TLR2 i TLR4. J Am Soc Nephrol 23:1375-1388. https://doi.org/10.1681/ASN. 2011111077
2.Almaani S, Meara A, Rovin BH (2017) Ažuriranje o lupusnom nefritisu. Clin J Am Soc Nephrol 12:825 LP – 835. https://doi.org/10.2215/ CJN.05780616
3.Banas MC, Banas B, Hudkins KL et al (2008) TLR4 povezuje podocite s urođenim imunološkim sustavom kako bi posredovao u ozljedi glomerula. J Am Soc Nephrol 19:704-713. https://doi.org/10.1681/ASN. 2007040395
4.Beck LH, Bonegio RGB, Lambeau G et al (2009) M-tip fosfo lipaza A2 receptora kao ciljni antigen u idiopatskoj membranskoj nefropatiji. N Engl J Med 361:11–21. https://doi.org/10. 1056/NEJMoa0810457
5. Berger K, Bangen JM, Hammerich L et al (2014) Porijeklo regenerirajućih tubularnih stanica nakon akutne ozljede bubrega. Proc Natl Acad Sci 111:1533 LP – 1538. https://doi.org/10.1073/pnas.1316177111
6. Berthoux F, Suzuki H, Thibaudin L et al (2012) Autoantitijela usmjerena na IgA1 s nedostatkom galaktoze povezuju se s progresijom IgA nefropatije. J Am Soc Nephrol 23:1579 LP – 1587. https://doi.org/10.1681/ASN.2012010053
7. Bishop GA, Waugh JA, Hall BM (1988) Ekspresija hla antigena na stanicama bubrežnih tubula u kulturi: II. Učinak povećane ekspresije hla antigena na stimulaciju tubularnih stanica aktivacije limfocita i na njihovu osjetljivost na lizu posredovanu stanicom. Transplantacija 46:303-310. https://doi.org/10.1097/00007890-198808000-00022
8. Biton M, Haber AL, Rogel N et al (2018) Citokini T pomoćnih stanica moduliraju obnovu i diferencijaciju crijevnih matičnih stanica. Ćelija 175:1307-1320.e22. https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.10.008
9. Bohle A (1994) O patogenezi kroničnog zatajenja bubrega u primarnim glomerulopatijama: Pogled iz intersticija. Exp Nephrol 2:205-210
10.Braun F, Homeyer I, Alachkar N, Huber TB (2021) Imunološki posredovani entiteti (primarne) žarišne segmentalne glomeruloskleroze. Cell Tissue Res. https://doi.org/10.1007/s00441-021-03454-3
11. Calandrini C, Schutgens F, Oka R et al (2020.) Organoidna biobanka za rak bubrega u djetinjstvu koja bilježi bolest i heterogenost tkiva. Nat Commun 11:1310. https://doi.org/10.1038/ s41467-020-15155-6
12.Cantrell DA, Smith KA (1984) Interleukin-2 T-stanični sustav: novi model rasta stanica. Znanost (80- ) 224:1312 LP – 1316. https://doi.org/10.1126/science.6427923
13.Cao Q, Wang Y, Zheng D et al (2010) IL-10/TGF-modificirani makrofagi induciraju regulatorne T stanice i štite od adriamicine nefroze. J Am Soc Nephrol 21:933 LP – 942. https:// doi.org/10.1681/ASN.2009060592
14.Cattaneo CM, Dijkstra KK, Fanchi LF et al (2020) Tumorski organoidni sustavi kokulture T-stanica. Nat Protoc 15:15–39. https://doi.org/ 10.1038/s41596-019-0232-9
15.Christensen SR, Shupe J, Nickerson K et al (2006) Toll-like receptor 7 i TLR9 diktiraju specifičnost autoantitijela i imaju suprotne upalne i regulatorne uloge u mišjem modelu lupusa. Imunitet 25:417–428. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2006. 07.013
16.Chua CW, Shibata M, Lei M et al (2014) Jednostruki luminalni epitelni progenitori mogu generirati organoide prostate u kulturi. Nat Cell Biol 16:951-961. https://doi.org/10.1038/ncb3047
17. Chung SA, Brown EE, Williams AH et al (2014.) Lokusi osjetljivosti na lupus nefritis u žena sa sistemskim lupus erythemato susom. J Am Soc Nephrol 25:2859-2870. https://doi.org/10.1681/ ASN.2013050446
18. Clynes R, Dumitru C, Ravetch JV (1998) Odvajanje formiranja imunološkog kompleksa i oštećenja bubrega kod autoimunog glomerulonefritisa. Znanost (80- ) 279:1052 LP – 1054. https:// doi.org/10.1126/science.279.5353.1052
19. Clevers H (2016) Modeliranje razvoja i bolesti s organoidima. Cell 165:1586-1597. https://doi.org/10.1016/j.cell.2016.05. 082
20. Feng Y, Ren J, Gui Y et al (2018) Alternativna aktivacija makrofaga promovirana Wnt/-kateninom doprinosi fibrozi bubrega. J Am Soc Nephrol 29:182-193. https://doi.org/10.1681/ ASN.2017040391
