Introduzione
Un numero crescente di pazienti con insufficienza renale allo stadio terminale sono sottoposti a terapia dialitica in tutto il mondo. Causa problemi sia medici che medicoeconomici. Il trapianto renale ha dimostrato una terapia di successo per la maggior parte dei pazienti con insufficienza renale allo stadio terminale, poiché la terapia comporta un significativo miglioramento della qualità della vita del paziente, prolunga la sopravvivenza ed è considerata economica ., Tuttavia, l’aumento annuale del numero di nuovi pazienti con malattia renale allo stadio terminale che necessitano di un trapianto renale e il crescente divario tra la domanda e l’offerta di reni donatori hanno portato a una progressiva carenza di organi donatori per il trapianto. Questo è diventato un problema serio ed è peggiorato dal problema della limitata sopravvivenza dell’innesto a causa del rigetto immunitario .
Tra le strategie per superare questi problemi c’è la rigenerazione renale utilizzando cellule staminali. Le cellule staminali possono essere suddivise in due grandi categorie: cellule staminali organo-specifiche o somatiche e cellule staminali pluripotenti., In contrasto organo-specifiche cellule staminali che, generalmente, hanno un limitato potenziale di crescita e la differenziazione, le cellule staminali pluripotenti, come le cellule staminali embrionali (Ces) e da cellule staminali pluripotenti indotte (iPS), le cellule , hanno praticamente illimitata capacità replicativa su piatti di coltura e sono teoricamente in grado di dare origine a qualsiasi tipo di cellula del corpo. Le cellule staminali sono state sempre più utilizzate come sistema modello per comprendere i meccanismi di sviluppo., Inoltre, la coltura in vitro e la differenziazione delle cellule staminali offrono opportunità uniche per la modellazione della malattia, la scoperta di farmaci, la tossicologia e la terapia sostitutiva cellulare . È stata dimostrata la generazione di specifici tipi di cellule funzionali da ESCs, tra cui cellule neurali (diversi tipi di neurone e glia), endotelia vascolare e muscolatura liscia, cardiomiociti, cellule ematopoietiche, cellule pancreatiche che producono insulina e cellule simili agli epatociti . Tuttavia, il protocollo per la differenziazione in vitro di cellule staminali pluripotenti in cellule di stirpe renale non è stato completamente stabilito.,
Sono stati studiati anche altri approcci per rigenerare il rene utilizzando cellule staminali locali organo-specifiche all’interno del rene e cellule staminali ematopoietiche derivate dal midollo osseo . È stata esaminata anche la rigenerazione renale con cellule staminali mesenchimali localizzate nel midollo osseo . Tuttavia, gli approcci sono ancora in fase di sviluppo e il ruolo di queste cellule staminali nella rigenerazione renale deve essere ben definito.
Gli approcci terapeutici che utilizzano ESC umani affrontano due problemi principali., Uno è il problema etico derivato dall’uso di ovuli fecondati umani e l’altro è il rigetto immunitario in qualsiasi trapianto di cellule o tessuti a causa delle differenze antigeniche di istocompatibilità tra ESC e pazienti. Questi problemi sono stati superati da un esperimento rivoluzionario di Takahashi e Yamanaka. Hanno identificato quattro fattori normalmente presenti nei CES, Oct3/4, Sox2, c-Myc e Klf4, che erano sufficienti per riprogrammare sia le cellule somatiche umane che quelle del topo per assomigliare strettamente ai CES del topo e dell’uomo . Hanno chiamato queste cellule iPS., Poiché le cellule iPS possono essere generate da cellule somatiche di pazienti, gli approcci clinici che utilizzano cellule iPS non sono associati ai due problemi di cui sopra (uso di ovulo fecondato umano e rigetto immunitario). Nel prossimo passo naturale dopo la creazione di cellule iPS, sono stati fatti progressi significativi nella ridifferenziazione delle cellule iPS in cellule somatiche., Come nel caso degli ESC, le cellule iPS sono state ridifferenziate in diversi tessuti somatici, inclusi motoneuroni attivi , cluster insulino-secernenti, cellule simili agli epatociti e un certo numero di cellule cardiovascolari (endotelio arterioso, endotelio venoso, endotelio linfatico, cardiomiociti), ma non renali .
Questo capitolo riassume innanzitutto i meccanismi dello sviluppo renale e la ricerca sulla differenziazione diretta dei CES in lignaggi renali basata sulla conoscenza dello sviluppo renale., La generazione in vitro di rene utilizzando la massa cellulare indifferenziata nelle uova di anfibi, simile alle cellule staminali pluripotenti di mammiferi in quanto la massa cellulare può differenziarsi in vari organi in vitro, è anche descritta come riferimento alla rigenerazione renale nei mammiferi. I recenti progressi nella ricerca e nella tecnologia delle cellule iPS vengono quindi riesaminati e, infine, viene descritta la direzione futura delle cellule iPS nel campo della nefrologia rigenerativa.
