Paul Sparks
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Rins em miniatura desenvolvidos em laboratório têm escondido algo dos cientistas que os desenvolveram. Em vez de se desenvolver em diferentes variedades de células renais, algumas das células seguiram um caminho diferente e se tornaram células cerebrais e musculares.
Esses minirrins simples - também conhecidos como organóides renais - são cultivados a partir de células-tronco que são estimuladas a se desenvolverem em grupos de células renais específicas. Mas acontece que as "receitas" que encorajam o desenvolvimento de células renais especializadas também estavam produzindo células de outros órgãos, de acordo com um novo estudo.
Os cientistas começaram a cultivar organóides renais em laboratório e depois analisá-los para ver o que estava acontecendo dentro deles, em nível celular. Para fazer isso, os pesquisadores analisaram dados coletados de milhares de genes de organoides, representando mais de 83.000 células em 65 minirrins. Eles esperavam ver uma grande variedade de células renais, comparáveis ao que se veria em um rim humano normal, totalmente crescido. Mas eles descobriram que de 10% a 20% das células dos organoides não eram células renais, mas células cerebrais e musculares. [11 partes do corpo cultivadas no laboratório]
O crescimento de um minirrim leva cerca de quatro semanas, disse o co-autor do estudo Benjamin Humphreys, chefe da Divisão de Nefrologia da Escola de Medicina da Universidade de Washington em St. Louis. Para cultivá-las, as células-tronco são banhadas em um coquetel químico que nutre seu crescimento em uma variedade de células renais.
"Você não acaba com um tipo de célula renal - você acaba com muitas que se aproximam das diferentes estruturas que você encontra em um rim real", disse Humphreys .
Para identificar a composição celular de seus minirrins de quatro semanas, os autores do estudo usaram uma técnica conhecida como sequenciamento de RNA de uma única célula, que examina a atividade em células individuais em vez de em populações de células. Isso fornece uma visão mais detalhada da identidade e função das células individuais - e, neste caso, revelou que algumas das minicélulas dos rins eram na verdade células cerebrais e musculares.
"Chamamos essas células 'fora do alvo'", disse Humphreys. O aparecimento dessas células pode significar problemas para os pesquisadores que usam organóides renais para modelar doenças, "porque quando células fora do alvo aparecem em um organoide, isso significa que ele não modela fielmente um rim humano", disse ele.
As células cerebrais nocivas nos minirrins surgiram no início do desenvolvimento dos organoides, descobriram os pesquisadores. Depois de analisar os receptores celulares em organóides em crescimento, os cientistas descobriram que eles poderiam inibir as vias de sinalização de células nocivas, reduzindo o número de células cerebrais em cerca de 90 por cento. Esta técnica pode ser facilmente aplicada a qualquer tipo de pesquisa organoide, para restringir o crescimento de células fora do alvo, relataram os autores do estudo.
Os dados genéticos dos minirrins entregaram outra surpresa: as células renais nos organóides eram imaturas, apresentando outra desvantagem potencial no uso de organóides para modelar doenças, disse Humphreys. (Os pesquisadores esperavam que as células estivessem maduras em quatro semanas.) Além do mais, incubar os organoides por mais tempo não produzia células renais mais maduras; em vez disso, incentivou o crescimento de mais células nocivas, de acordo com o estudo.
Estratégias de pesquisas futuras podem se concentrar no ajuste fino dos sinais que um organoide renal em desenvolvimento envia para suas células à medida que se diferenciam, "para fazer as células se comportarem mais como células renais adultas maduras", disse Humphreys..
As descobertas foram publicadas online hoje (15 de novembro) na revista Cell Stem Cell.
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Publicado originalmente em .