אובדן של מלח ונוזל גוף יכול לעורר התחדשות ותיקון כליות בעכברים, על פי מחקר במימון NIH בראשות מדען תאי הגזע של USC Janos Peti-Peterdi ופורסם ב-The Journal of Clinical Investigation. תגובה רגנרטיבית מולדת זו מסתמכת על אוכלוסייה קטנה של תאי כליה באזור המכונה macula densa (MD), אשר חשה מלח ומפעילה שליטה על סינון, הפרשת הורמונים ותפקודים מרכזיים אחרים של איבר חיוני זה.
המשימה האישית והמקצועית שלנו היא למצוא תרופה למחלת כליות, מגיפה עולמית הולכת וגוברת הפוגעת באחד מכל שבעה מבוגרים, שמתורגמת ל-850 מיליון אנשים ברחבי העולם או כ-2 מיליון באזור לוס אנג'לס. נכון לעכשיו, אין תרופה למחלה השקטה הזו. עד שאובחנה מחלת כליות, הכליות נפגעות באופן בלתי הפיך ובסופו של דבר זקוקות לטיפולים חלופיים, כמו דיאליזה או השתלה".
יאנוס פטי-פטרדי, פרופסור לפיזיולוגיה, מדעי המוח ורפואה בבית הספר לרפואה קק של USC
כדי לטפל במגיפה ההולכת וגוברת זו, נקטו פטי-פטרדי, הסופרת הראשונה ג'ורג'ינה גיארמטי, ועמיתיהם בגישה מאוד לא מסורתית. בניגוד למחקר כיצד כליות חולות לא מצליחות להתחדש, המדענים התמקדו כיצד התפתחו כליות בריאות במקור.
"מנקודת מבט של ביולוגיה אבולוציונית, מבנה הכליות הפרימיטיבי של הדג הפך לכליות מסובכות יותר ועובדות בצורה יעילה יותר כדי לספוג יותר מלח ומים", אמר פטי-פטרדי, שגם מנהל את ליבת המיקרוסקופיה הרב-פוטונים במכון הנוירוגנטי זילכה. (ZNI). "זה היה הכרחי להסתגלות לסביבת היבשה כאשר מיני בעלי החיים נעו ממי הים העשירים במלח. וזו הסיבה שציפורים ויונקים פיתחו תאי MD ואת מבנה הכליות היפה, הגדול והיעיל יותר כדי לשמור על עצמם ולהסתגל תפקודית לשרוד אלו המנגנונים שאנו מכוונים אליהם ומנסים לחקות בגישת המחקר שלנו".
עם ההיסטוריה האבולוציונית הזו בחשבון, צוות המחקר האכיל את עכברי המעבדה בדיאטה דלת מלח, יחד עם תרופה שנרשמת בדרך כלל בשם מעכב ACE שהפחיתה את רמות המלח והנוזלים. העכברים עקבו אחר משטר זה עד שבועיים, מכיוון שדיאטות דלות מאוד במלח עלולות לעורר בעיות בריאות חמורות אם נמשכים לטווח ארוך.
באזור ה-MD, המדענים צפו בפעילות רגנרטיבית, שאותה יכלו לחסום על ידי מתן תרופות המפריעות לאותות שנשלחו על ידי ה-MD. זה הדגיש את תפקיד המפתח של ה-MD בתזמור ההתחדשות.
כאשר המדענים הוסיפו ניתוח של תאי MD של עכברים, הם זיהו גם מאפיינים גנטיים וגם מבניים שדומים באופן מפתיע לתאי עצב. זהו ממצא מעניין, מכיוון שתאי עצב ממלאים תפקיד מרכזי בוויסות ההתחדשות של איברים אחרים כמו העור.
בתאי MD של עכברים, המדענים זיהו גם אותות ספציפיים מגנים מסוימים, כולל Wnt, NGFR ו-CCN1, שניתן לשפר אותם על ידי דיאטה דלת מלח כדי לחדש את מבנה הכליות ותפקודם. בהתאם לממצאים אלו בעכברים, הפעילות של CCN1 נמצאה מופחתת מאוד בחולים עם מחלת כליות כרונית (CKD).
כדי לבחון את הפוטנציאל הטיפולי של תגליות אלה, המדענים העניקו CCN1 לעכברים עם סוג של CKD המכונה גלומרולוסקלרוזיס סגמנטלית מוקדית. הם גם טיפלו בעכברים אלה בתאי MD שגדלו בתנאי מלח נמוכים. שתי הגישות היו מוצלחות, כאשר הטיפול בתאי MD הביא את השיפורים הגדולים ביותר במבנה ובתפקוד הכליות. ייתכן שהסיבה לכך היא שתאי ה-MD מפרישים לא רק CCN1, אלא גם גורמים לא ידועים נוספים המקדמים התחדשות כליות.
"אנו חשים מאוד בחשיבותה של דרך החשיבה החדשה הזו על תיקון והתחדשות הכליות", אמר פטי-פטרדי. "ואנחנו משוכנעים לגמרי שבתקווה שזה ייגמר בקרוב בגישה טיפולית חזקה וחדשה מאוד".
מחברים שותפים נוספים הם אורווי ניקיל שרוף, אן ריקיאר-בריסון, דורין דפוסיטו, אודרי איזוהרה, סאצ'ין דיפאק, אלחנדרה בסרה קלדרון, ג'יימס ל. בורפורד, הירויוקי קאדויה, ג'ו-יונג מון, ייבו צ'ן, נרימן אחמדי, בריסלאב ו. זלוקוביץ' , ואינדרביר ס' גיל מ-USC; וונג'ון ג'ו ומתיאס קרצלר מאוניברסיטת מישיגן; שון ד' סטוקר מבית הספר לרפואה של אוניברסיטת פיטסבורג; מרקוס מ. רינשן מאוניברסיטת קלן; לסטר לאו מאוניברסיטת אילינוי בשיקגו; דניאל בימסדרפר מבית הספר לרפואה של אוניברסיטת ייל; אהרון וו. ג'יימס מאוניברסיטת ג'ונס הופקינס; וליליאנה מיניצ'ילו מאוניברסיטת אוקספורד.
עבודה זו מומנה על ידי המכון הלאומי לבריאות (מענק DK064324, DK123564, DK135290, S10OD021833 ו-2P30-DK-081943) ונתמכת עוד יותר על ידי מלגת מחקר קדם-דוקטורט של איגוד הלב האמריקאי (מענק 19PRE86).
