Aggiornamento 20 ottobre 2012: primi importanti risultati degli studi pubblicati sul  Journal of the American Society of Nephrology

Da cellule embrionali di topo i ricercatori hanno ricavato strutture che svolgono le funzioni deputate alla filtrazione

Gli scienziati del Centro Anna Maria Astori dell’Istituto di Ricerche Farmacologiche Mario Negri di Bergamo guidati da Giuseppe Remuzzi, sono riusciti ad ottenere organi funzionanti a partire da cellule renali coltivate in laboratorio. La ricerca che ha permesso di ottenere questi reni artificiali è stata pubblicata sul

Journal of the American Society of Nephrology.

Già in passato dei ricercatori erano riusciti a produrre reni immaturi a partire da cellule embrionali, ma i piccoli organi così ottenuti non sono riusciti a maturare sviluppando i nefroni, le strutture alla base del funzionamento del rene. In questo caso, invece, non è stato necessario utilizzare cellule embrionali e gli “organoidi” ottenuti a partire dalle cellule di rene, una volta trapiantati nei topi, si sono sviluppati formando i nefroni e rimanendo vitali e funzionanti per 3-4 settimane. Non è ancora un "rene in provetta", ma è uno dei passi più difficili per arrivarci. «Fino a oggi - spiega Christodoulos Xinaris, che ha coordinato la ricerca -, partendo da sospensioni di singole cellule embrionali, si erano prodotti tessuti che però non erano in grado di maturare ulteriormente verso un tessuto funzionante, perché senza il supporto dei vasi sanguigni non si riescono a formare le complesse strutture fondamentali del rene, i nefroni, dove si svolgono i processi di filtrazione, riassorbimento e secrezione che caratterizzano questo organo». «Noi siamo stati i primi a riuscirci, ma non certo i primi a provarci - aggiunge Giuseppe Remuzzi, direttore delle ricerche dell'Istituto -, ma abbiamo avuto il merito di intuire che la crescita del tessuto può avvenire in provetta solo fino a un certo punto, dopo di che deve proseguire in un ospite vivente (in questo caso un ratto). Dai nefroni al rene trapiantabile nell'uomo ci vorrà tempo, ma questo era il passo più difficile». I nefroni creati in laboratorio, impiantati sotto la capsula renale, hanno dimostrato di saper svolgere certe funzioni fisiologiche deputate alla filtrazione, inclusa la capacità di produrre ormoni come l'eritropoietina. «Il prossimo passo, a cui già stiamo lavorando, sono i cosiddetti tessuti chimerici - spiega Xinaris -: utilizzando le cellule embrionali possiamo insegnare a quelle del midollo osseo prelevate da un paziente a trasformarsi in nefroni. Una volta ottenuto il tessuto che ci serve possiamo togliere la parte animale ottenendo un organo funzionante trapiantabile nel paziente«. Questa è solo una delle applicazioni, sottolinea Remuzzi: «Un'altra possibilità è mimare mediante manipolazione genetica malattie renali umane per studiarne i complessi meccanismi e valutare in via preliminare l'attività dei farmaci, riducendo in questo modo la sperimentazione sugli animali». Una volta messa a punto per il rene, sottolineano gli esperti, il metodo potrà essere allargato ad altri organi, come già sta avvenendo in Usa per il pancreas.

Oggi il trapianto di rene e la dialisi, nei Paesi ricchi, ridanno la vita ai pazienti con malattie renali, che infatti non muoiono più per insufficienza renale; ma in futuro anche dialisi e trapianto lasceranno il posto a qualcosa di ancora più entusiasmante, la rigenerazione dei reni: verranno messe a punto tecniche di rigenerazione con cellule staminali, sia iniettate nel tessuto renale del malato, sia staminali del midollo osseo del paziente indotte (con farmaci) a migrare nel rene per favorirne la rigenerazione spontanea.

Ariela Benigni

E' la prospettiva tratteggiata sulla rivista Lancet nel numero dell’aprile 2010 in una recensione firmata da Giuseppe Remuzzi, Ariela Benigni e Marina Morigi dell'istituto Mario Negri di Bergamo che fa il punto sugli ultimi risultati della ricerca.

C'e' inoltre la possibilità di trovare, nascoste nei reni, cellule staminali adulte specifiche del tessuto renale, con proprietà autorigeneranti che, opportunamente stimolate, possano a loro volta contribuire alla rigenerazione dell'organo.

Sempre su Lancet,  che dedica uno speciale alle malattie renali, Marcello Tonelli dell'Università di Alberta in Canada sottolinea che mentre nei Paesi in via di sviluppo, dove trapianto e dialisi sono ancora un sogno, si muore ancora di insufficienza renale, questo scenario è praticamente cancellato in Occidente, dove chi ha un problema renale cronico anche grave trova nuova vita in dialisi e trapianto e di fatto sono i problemi cardiovascolari e non i reni a metterne a rischio la vita.

Marcello Tonelli

Molti animali, soprattutto anfibi e pesci, hanno un'enorme capacità rigenerativa spontanea dei tessuti, reni compresi, in risposta a un danno acuto. Nei mammiferi questa capacità è ridotta, ma non assente, ed un'ampia documentazione scientifica, scrivono Remuzzi e colleghi su Lancet, dimostra che ci sono molte vie per amplificare le capacità rigenerative dei reni; per esempio attraverso le cellule staminali adulte dell'organo.

La ricerca di queste staminali sta andando avanti: in numerosi lavori sono state individuate nel rene adulto umano 'nicchie' che custodiscono cellule con potenziale rigenerativo.

Alcune di queste staminali isolate da tessuto renale umano sano sono state già testate con successo su topolini dimostrando di poter indurre miglioramenti dei danni renali.

E non è l'unica possibilità: 'cellule staminali adulte del midollo osseo - scrivono gli autori del lavoro - potrebbero contribuire al ricambio e alla rigenerazione di svariati compartimenti del rene. Queste staminali, infatti, pur essendo le progenitrici delle cellule del sangue, si differenziano anche in molte altre linee cellulari. Ed è noto da svariati studi che le staminali del midollo migrano nel rene e partecipano al naturale ricambio dell'epitelio tubolare e alla riparazione del rene dopo danno acuto'.

Il problema è di spingere la rigenerazione quando il danno è cronico e progressivo: in questo caso si è visto che farmaci contro l'ipertensione, presi a lungo termine, possono favorire un naturale, sia pur parziale, processo rigenerativo.

'Studi clinici miglioreranno la nostra comprensione dei geni che governano progressione e regressione della malattia renale cronica - concludono - e i geni associati a prognosi positiva.

Inoltre il miglioramento delle conoscenze sui farmaci già in uso che mostrino capacità protettiva nei confronti dei reni potrebbe tracciare la strada verso nuovi percorsi terapeutici.

Insieme questi progressi in genetica e nelle conoscenze sui meccanismi di protezione renale contribuiranno a progettare molecole che abbiano come bersaglio geni rilevanti per la rigenerazione, che diverrà l'obiettivo finale sostituendo dialisi e trapianto'.

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