Shkencëtarët zbulojnë një proces të panjohur më parë në qelizat e veshkave

Shkencëtarët nga Universiteti i Teksasit në Dallas kanë identifikuar një proces të panjohur më parë të “mirëmbajtjes së shtëpisë” në qelizat e veshkave që nxjerr përmbajtje të padëshiruar, duke rezultuar në qeliza që rinovohen dhe mbeten funksionale dhe të shëndetshme.

Kjo metodë unike e vetë-rinovimit, e dallueshme nga proceset e njohura të rigjenerimit në indet e tjera të trupit, hedh dritë mbi mënyrën se si veshkat mund të ruajnë shëndetin e tyre gjatë gjithë jetës së dikujt në mungesë të lëndimeve ose sëmundjeve. Ekipi detajoi gjetjet e tyre në një studim të botuar së fundmi në Nature Nanotechnology .

Ndryshe nga mëlçia dhe lëkura, ku qelizat ndahen për të krijuar qeliza të reja bijë dhe për të rigjeneruar organin, qelizat në tubulat proksimale të veshkës janë mitotike të qeta – ato nuk ndahen për të krijuar qeliza të reja. Në rastet e një dëmtimi ose sëmundjeje të lehtë, qelizat e veshkave kanë aftësi të kufizuara riparimi dhe qelizat burimore në veshka mund të formojnë qeliza të reja të veshkave, por vetëm deri në një pikë, tha Dr. Jie Zheng, profesor i kimisë dhe biokimisë në shkollë. i Shkencave të Natyrës dhe Matematikës dhe autori bashkëkorrespondues i studimit.

“Në shumicën e skenarëve, nëse qelizat e veshkave dëmtohen rëndë, ato do të vdesin dhe nuk mund të rigjenerohen,” tha Zheng, një kryetar i shquar në Shkencat e Natyrës dhe Matematikës. “Veshka juaj do të dështojë herët a vonë. Kjo është një sfidë e madhe në menaxhimin shëndetësor për sëmundjet e veshkave. Gjithçka që mund të bëjmë aktualisht është të ngadalësojmë përparimin drejt dështimit të veshkave. Ne nuk mund ta riparojmë lehtësisht organin nëse lëndohet rëndë ose nga sëmundje kronike.

“Kjo është arsyeja pse zbulimi i këtij mekanizmi vetë-rinovues është ndoshta një nga gjetjet më domethënëse që kemi bërë deri më tani. Me lehtësira të shkëlqyera thelbësore dhe staf të përkushtuar, UTD është një vend i mrekullueshëm për të bërë një kërkim të tillë të fundit.”

Hulumtimet e mëtejshme mund të çojnë në përmirësime në nanomjekësi dhe zbulimin e hershëm të sëmundjes së veshkave, tha ai.

Studiuesit thanë se zbulimi i tyre i befasoi.

Për 15 vjet, Zheng ka hetuar përdorimin biomjekësor të nanogrimcave të arit si agjentë imazherikë , për kuptimin themelor të filtrimit glomerular , për zbulimin e hershëm të sëmundjes së mëlçisë dhe për shpërndarjen e synuar të barnave kundër kancerit. Një pjesë e kësaj pune është fokusuar në të kuptuarit se si nanogrimcat e arit filtrohen nga veshkat dhe pastrohen nga trupi përmes urinës.

Hulumtimet kanë treguar se nanogrimcat e arit në përgjithësi kalojnë të padëmtuara përmes një strukture në veshkë të quajtur glomerulus dhe më pas udhëtojnë në tubulat proksimale, të cilat përbëjnë mbi 50% të veshkës. Qelizat epiteliale tubulare proksimale janë treguar se i përvetësojnë nanogrimcat, të cilat përfundimisht u shpëtojnë atyre qelizave për t’u ekskretuar në urinë. Por se si ata shpëtojnë nga qelitë ka qenë e paqartë.

Në dhjetor 2021, Zheng dhe ekipi i tij i kimisë – shkencëtari hulumtues dhe autori kryesor i studimit Yingyu Huang PhD’20 dhe autori bashkë-korrespondues Dr. Mengxiao Yu, profesor i asociuar kërkimor – po ekzaminonin nanogrimcat e arit në mostrat e indit tubular proksimal duke përdorur një mikroskop optik, por ata kaluan në një nga mikroskopët elektronikë të Universitetit (EM) për zgjidhje më të mirë.

“Duke përdorur EM, ne pamë nanogrimca ari të kapsuluara në lizozome brenda vezikulave të mëdha në lumen, që është hapësira jashtë qelizave epiteliale,” tha Yu.

Vezikulat janë thasë të vegjël të mbushur me lëng që gjenden brenda dhe jashtë qelizave që transportojnë substanca të ndryshme.

“Por ne vëzhguam gjithashtu formimin e këtyre fshikëzave që përmbajnë nanogrimca dhe organele jashtë qelizave, dhe kjo nuk ishte diçka që e kishim parë më parë,” tha Yu.

Studiuesit gjetën qeliza tubulare proksimale që kishin formuar fryrje të jashtme në membranat e tyre luminale që përmbanin jo vetëm nanogrimca ari, por edhe lizozome, mitokondri, retikulum endoplazmatik dhe organele të tjera të kufizuara zakonisht në brendësi të një qelize. Përmbajtja e ekstruduar më pas u kap në një vezikulë që notoi në hapësirën jashtëqelizore.

“Në atë moment, ne e dinim se ky ishte një fenomen i pazakontë,” tha Yu. “Kjo është një metodë e re për qelizat për të hequr përmbajtjen qelizore.”

Mekanizmi i vetë-rinovimit të ndërmjetësuar nga nxjerrja është thelbësisht i ndryshëm nga proceset e tjera të njohura rigjeneruese – siç është ndarja e qelizave – dhe detyrat e pastrimit të shtëpisë si ekzocitoza. Në ekzocitozë, substancat e huaja të tilla si nanogrimcat janë të kapsuluara në një vezikulë brenda qelizës. Më pas, membrana e vezikulës bashkohet me pjesën e brendshme të membranës së qelizës, e cila hapet për të lëshuar përmbajtjen në pjesën e jashtme.

“Ajo që zbuluam është krejtësisht e ndryshme nga kuptimi i mëparshëm se si qelizat eliminojnë grimcat. Nuk ka shkrirje të membranës në procesin e nxjerrjes, gjë që eliminon përmbajtjen e vjetër nga qelizat normale dhe i lejon qelizat të përditësohen me përmbajtje të freskët, “tha Huang. “Ndodh nëse nanogrimcat e huaja janë të pranishme apo jo. Është një proces i brendshëm, proaktiv që këto qeliza përdorin për të mbijetuar më gjatë dhe për të funksionuar siç duhet.”

Zheng tha se gjetjet e tyre hapin fusha të reja studimi. Për shembull, qelizat epiteliale, si ato në tubulat proksimale, gjenden në inde të tjera, të tilla si muret e arterieve dhe në zorrë dhe në traktin tretës.

“Në fushën e nanomjekësisë, ne duam të minimizojmë sa më shumë që të jetë e mundur akumulimin e nanogrimcave në trup. Ne nuk duam që ato të ngecin në veshka, kështu që është shumë e rëndësishme të kuptojmë se si nanogrimcat eliminohen nga tubulat proksimale, “tha Zheng. “Gjithashtu, nëse mund të mësojmë se si ta rregullojmë ose monitorojmë këtë proces të vetë-rinovimit, mund të gjejmë një mënyrë për t’i mbajtur veshkat të shëndetshme te pacientët me presion të lartë të gjakut ose diabet.

“Nëse ne mund të zhvillojmë mënyra për të zbuluar nënshkrimin e këtij procesi në mënyrë joinvazive, ndoshta mund të jetë një tregues i sëmundjes së hershme të veshkave.”