Un estudio de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington (Estados Unidos) sobre organoides renales en un entorno de laboratorio novedoso podría tener implicaciones posteriores para el tratamiento de la poliquistosis renal (PKD, por sus siglas en inglés), una enfermedad incurable que afecta a más de 12 millones de personas en todo el mundo, y demuestra el papel del azúcar en dicha enfermedad.
Concretamente, el azúcar parece desempeñar un papel en la formación de los quistes llenos de líquido que caracterizan a la PKD. En las personas, estos quistes crecen lo suficiente como para afectar a la función renal y, en última instancia, provocar el fallo de los órganos, haciendo necesaria la terapia de diálisis o el trasplante.
El azúcar parece desempeñar un papel en la formación de los quistes llenos de líquido
Los resultados se publican en 'Nature Communications'. El coautor del estudio, Benjamin Freedman, investigador de nefrología de dicha universidad, ha apuntado que "los riñones captan azúcar constantemente". "Descubrimos que el aumento de los niveles de azúcar en los cultivos en placa provocaba la hinchazón de los quistes. Y cuando empleamos fármacos conocidos por bloquear la absorción de azúcar en los riñones, se bloqueó esta hinchazón. Pero creo que se relaciona menos con el nivel de azúcar en sangre y más con la forma en que las células renales asimilan el azúcar, que en este proceso parecía que se volvía rebelde y daba lugar a los quistes", señala.
Freedman lleva años estudiando la PKD en organoides cultivados a partir de células madre pluripotentes. Los organoides se asemejan a riñones en miniatura, pues contienen células filtrantes conectadas a tubos y pueden responder a infecciones y terapias de forma paralela a las respuestas de los riñones de las personas.
Aunque su equipo puede cultivar organoides que dan lugar a quistes de PKD, aún no se comprenden los mecanismos de formación de esos quistes. En esta investigación, los investigadores se centraron en cómo el flujo de fluido dentro del riñón contribuye a la PKD.
Para ello, inventaron una nueva herramienta que fusionaba un organoide renal con un chip de microfluidos. Esto permitió que una combinación de agua, azúcar, aminoácidos y otros nutrientes fluyera sobre organoides que habían sido editados genéticamente para imitar la PKD.
"Esperábamos que los quistes de PKD en los organoides empeoraran con el flujo, porque la enfermedad está asociada a los caudales fisiológicos que estábamos explorando", explica Freedman. "Lo sorprendente fue que el proceso de hinchazón del quiste implicaba absorción: la entrada de líquido hacia el interior a través de las células desde el exterior del quiste. Es lo contrario de lo que se suele pensar, que los quistes se forman expulsando líquido hacia el exterior a través de las células. Es una forma totalmente nueva de pensar en la formación de quistes", apunta.
En los chips, los investigadores observaron que las células que recubrían las paredes de los quistes de PKD se orientaban hacia el exterior a medida que se estiraban e hinchaban, de forma que la parte superior de las células quedaba en el exterior de los quistes. Esta disposición invertida (en los riñones vivos, las células estarían orientadas hacia el interior) sugiere que los quistes crecen atrayendo líquido rico en azúcar, no segregándolo.
La observación proporciona a los investigadores más información sobre cómo se forman los quistes en los organoides, un hallazgo que tendrá que comprobarse más a fondo 'in vivo'. Además, el hecho de que los niveles de azúcar impulsen el desarrollo de quistes apunta a nuevas opciones terapéuticas potenciales.
"Los resultados del experimento son significativos porque hay toda una clase de moléculas que bloquean la captación de azúcar en los riñones y que son terapéuticas atractivas para una serie de afecciones", afirma Freedman. "Aún no se han probado, pero lo consideramos una prueba de concepto de que estos fármacos podrían ayudar a los pacientes con PKD", finaliza.