Dallas’taki Texas Üniversitesi’nden bilim insanları, böbrek hücrelerinde, istenmeyen içeriğin dışarı atıldığı ve hücreleri gençleştiren benzersiz bir “temizlik” süreci keşfetti. Diğer organlardaki tipik yenilenmeden farklı olan bu mekanizma, böbreklerin neden ömür boyu sağlıklı kaldığını açıklayabilir.
Dallas’taki Texas Üniversitesi’nden bilim adamları, böbrek hücrelerinde daha önce bilinmeyen bir “temizlik” süreci tespit etti İstenmeyen içeriği dışarı atarak hücrelerin kendilerini gençleştirmesini, işlevsel ve sağlıklı kalmasını sağlar.
Diğer vücut dokularındaki bilinen yenilenme süreçlerinden farklı olan bu benzersiz kendini yenileme yöntemi, böbreklerin sağlıklarını nasıl koruyabileceğine ışık tutuyor Yaralanma veya hastalık olmadığı sürece kişinin hayatı boyunca. Ekip yakın zamanda Nature Nanoteknoloji dergisinde yayınlanan bir çalışmada bulgularını ayrıntılı olarak açıkladı.
Hücrelerin yeni yavru hücreler oluşturmak ve organı yenilemek için bölündüğü karaciğer ve derinin aksine, böbreğin proksimal tübüllerindeki hücreler mitotik olarak hareketsizdir. — yeni hücreler oluşturmak için bölünmezler. Okulda kimya ve biyokimya profesörü Dr. Jie Zheng, hafif bir yaralanma veya hastalık durumunda, böbrek hücrelerinin sınırlı onarım kapasitesine sahip olduğunu ve böbrekteki kök hücrelerin yeni böbrek hücreleri oluşturabildiğini, ancak bunun yalnızca bir noktaya kadar olduğunu söyledi. Doğa Bilimleri ve Matematik Bölümü ve çalışmanın eş-yazarı.
Doğal Bilimler Bölümü Seçkin Başkanı Zheng, “Çoğu senaryoda, böbrek hücreleri ciddi şekilde hasar görürse ölürler ve yenilenemezler” dedi. Bilim ve Matematik. “Böbreğiniz er ya da geç iflas edecek. Bu, böbrek hastalığının sağlık yönetiminde büyük bir zorluktur. Şu anda yapabileceğimiz tek şey böbrek yetmezliğine doğru ilerlemeyi yavaşlatmaktır. Organ ciddi şekilde yaralanırsa veya kronik bir hastalıktan dolayı kolayca onarılamaz.
“İşte bu yüzden bu kendini yenileme mekanizmasını keşfetmek muhtemelen şu ana kadar elde ettiğimiz en önemli bulgulardan biri. Mükemmel temel tesisleri ve özel personeliyle UTD, bu tür son teknoloji araştırmaları yapmak için harika bir yer.”
Daha fazla araştırma, nanotıpta gelişmelere ve böbrek hastalığının erken teşhisine yol açabileceğini söyledi.
{ 7}Beklenmedik Bir Bulgu
Araştırmacılar, keşiflerinin onları şaşırttığını söyledi.
Zheng, 15 yıldır altın nanopartiküllerinin görüntüleme ajanları olarak biyomedikal kullanımını araştırıyor. , glomerüler filtrasyonun temel anlayışı, karaciğer hastalığının erken tespiti ve kanser ilaçlarının hedefli dağıtımı için. Bu çalışmanın bir kısmı, altın nanopartiküllerinin böbrekler tarafından nasıl filtrelendiğini ve idrar yoluyla vücuttan nasıl temizlendiğini anlamaya odaklandı.
Araştırmalar, altın nanopartiküllerinin genellikle böbrekte glomerulus adı verilen bir yapıdan zarar görmeden geçtiğini ve daha sonra böbreğin %50’sinden fazlasını oluşturan proksimal tübüllere gider. Proksimal tübüler epitel hücrelerinin nanopartikülleri içselleştirdiği ve bu hücrelerin sonunda idrarla atılmak üzere bu hücrelerden kaçtığı gösterilmiştir. Ancak hücrelerden nasıl kurtuldukları belirsizdi.
Aralık 2021’de, Zheng ve kimya ekibi – araştırma bilimcisi ve çalışmanın baş yazarı Yingyu Huang PhD’20 ve ortak yazar Dr. Mengxiao Yu, araştırma görevlisi profesör — optik bir mikroskop kullanarak proksimal tübüler doku örneklerinde altın nanoparçacıklarını inceliyordu, ancak daha iyi çözünürlük için Üniversitenin elektron mikroskoplarından (EM) birine geçtiler.
Soldan: University of Dallas’taki Texas araştırmacıları Dr. Jie Zheng, Yingyu Huang PhD’20 ve Dr. Mengxiao Yu yakın zamanda Nature Nanoteknoloji’de böbrek hücrelerinde daha önce bilinmeyen bir kendini yenileme sürecini anlatan bir çalışma yayınladılar. Kredi:
Dallas’taki Texas Üniversitesi
“EM’i kullanarak, epitel hücrelerinin dışındaki boşluk olan lümendeki büyük keseciklerin içindeki lizozomlarda kapsüllenmiş altın nanoparçacıkları gördük,” Yu dedi.
Veziküller, çeşitli maddeleri taşıyan, hücrelerin hem içinde hem de dışında bulunan, sıvıyla dolu küçük keseciklerdir.
“Fakat hücre dışında hem nanopartiküller hem de organeller içeren bu keseciklerin oluşumunu da gözlemledik. Yu, “Bu daha önce gördüğümüz bir şey değildi” dedi.
Araştırmacılar, lümen zarlarında yalnızca altın nanoparçacıkları değil aynı zamanda lizozomlar, mitokondriler, mitokondriler ve endoplazmik retikulum ve tipik olarak hücrenin iç kısmında sınırlı olan diğer organeller. Dışarı çıkan içerikler daha sonra hücre dışı boşluğa doğru süzülen bir kesecik şeklinde sıkıştırıldı.
“O anda bunun olağandışı bir fenomen olduğunu biliyorduk” dedi Yu. “Bu, hücrelerin hücresel içerikleri kaldırması için kullanılan yeni bir yöntemdir.”
Yeni Bir Yenileme Süreci
Ekstrüzyonun aracılık ettiği kendi kendini yenileme mekanizması, hücre gibi bilinen diğer rejeneratif süreçlerden temel olarak farklıdır. bölünme ve ekzositoz gibi temizlik görevleri. Ekzositozda nanopartiküller gibi yabancı maddeler hücre içindeki bir kesecik içinde kapsüllenir. Daha sonra kesecik zarı, hücre zarının iç kısmıyla birleşerek içindekileri dışarıya salmak üzere açılır.
“Keşfettiğimiz şey, hücrelerin parçacıkları nasıl ortadan kaldırdığına ilişkin önceki anlayıştan tamamen farklı. Huang, ekstrüzyon işleminde normal hücrelerdeki eski içeriği ortadan kaldıran ve hücrelerin kendilerini yeni içeriklerle güncellemelerine olanak tanıyan membran füzyonu bulunmadığını söyledi. “Yabancı nanopartiküllerin bulunup bulunmadığına bakılmaksızın bu gerçekleşir. Bu, hücrelerin daha uzun süre hayatta kalması ve düzgün çalışması için kullandığı içsel, proaktif bir süreçtir.”
Zheng, bulgularının yeni çalışma alanları açtığını söyledi. Örneğin, proksimal tübüllerdekiler gibi epitel hücreleri, atardamar duvarları, bağırsak ve sindirim sistemi gibi diğer dokularda da bulunur.
“Nanotıp alanında, bunu en aza indirmek istiyoruz. Nanopartiküllerin vücutta mümkün olduğunca birikmesi. Böbreklerde sıkışıp kalmalarını istemiyoruz, bu nedenle nanopartiküllerin proksimal tübüllerden nasıl elimine edildiğini anlamak çok önemli” dedi Zheng. “Ayrıca, bu kendini yenileme sürecini nasıl düzenleyeceğimizi veya izleyeceğimizi öğrenebilirsek, yüksek tansiyonu veya diyabeti olan hastalarda böbrekleri sağlıklı tutmanın bir yolunu bulabiliriz.
“Eğer tespit etme yollarını geliştirebilseydik. Bu sürecin noninvaziv olarak imzalandığını düşünürsek, belki de erken dönem böbrek hastalığının bir göstergesi olabilir.”
Referans: “Proksimal tübüller, organel ekstrüzyonu aracılı bir kendini yenileme mekanizması yoluyla endositozlu altın nanopartiküllerini ortadan kaldırır”, Yingyu Huang, Mengxiao Yu ve Jie Zheng, 17 Nisan 2023, Doğa Nanoteknolojisi.
DOI: 10.1038/s41565-023-01366-7
Çalışma Ulusal Diyabet ve Sindirim Enstitüsü tarafından finanse edildi ve Böbrek Hastalıkları, Ulusal Bilim Vakfı ve Teksas Kanseri Önleme ve Araştırma Enstitüsü.