Un nuovo metodo consente di effettuare ricerche sui reni a velocità record utilizzando la microscopia 3D
Potenziale creato per uno sviluppo più rapido dei farmaci
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Per uno sviluppo più rapido di farmaci e conoscenze: Il team di ricerca PodoHealthX dell'ospedale universitario di Greifswald ha sviluppato un metodo che utilizza la microscopia 3D per fornire una visione rapida e precisa dei corpuscoli renali.
Il metodo consente di isolare in tempi brevissimi i corpuscoli renali degli animali, che vengono poi analizzati con l'aiuto dell'analisi delle immagini supportata dall'intelligenza artificiale. Il team di Greifswald dell'Istituto di anatomia e biologia cellulare del Centro medico universitario ha lavorato a stretto contatto con l'Istituto di anatomia dell'Università di Zurigo. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista internazionale Advanced Science.
Il corpuscolo renale chiamato glomerulo è responsabile della corretta filtrazione del sangue. I podociti formano una barriera unica che determina ciò che rimane nel sangue e ciò che viene escreto nelle urine. Il problema è che la perdita di podociti è permanente, in quanto non possono rigenerarsi. Meno podociti ci sono nei corpuscoli renali, peggio i reni filtrano il sangue. Questo può portare a malattie renali croniche e persino alla perdita completa della funzione renale. Il dottor Maximilian Schindler, del gruppo di ricerca PodoHealthX della professoressa Nicole Endlich presso l'Istituto di Anatomia e Biologia cellulare, ha ora sviluppato un metodo che utilizza larve di pesce zebra per isolare e analizzare questi corpuscoli renali nella loro interezza. "Per la prima volta siamo riusciti a creare un modello tridimensionale completo del glomerulo, che ha una dimensione di soli 30-40 micrometri", spiega Schindler. "Utilizzando il nuovo metodo chiamato 'glomage', possiamo ora determinare il numero esatto di podociti vitali, per esempio". In questo contesto, il team di ricerca ha anche testato un nuovo tipo di farmaco per prevenire o fermare la perdita di podociti, che si è rivelato particolarmente promettente.
Il nuovo metodo di "glomage" ha potuto essere trasferito anche ai reni di topo, che in quanto mammiferi sono più simili all'anatomia dell'uomo rispetto a quella del pesce zebra. In precedenza, questi risultati potevano essere ottenuti solo attraverso esperimenti complicati e lunghi, della durata di circa tre settimane, o attraverso estrapolazioni soggette a errori. Il team di PodoHealthX ha ridotto questo processo a due o tre giorni. "Questo rende il metodo interessante per molti gruppi di ricerca", afferma Schindler.
Il lavoro è stato supportato da una collaborazione con il professor Soeren Lienkamp dell'Istituto di Anatomia dell'Università di Zurigo. "Con l'analisi di intelligenza artificiale sviluppata nella collaborazione, abbiamo ottenuto dati ancora più precisi sul numero di podociti rispetto a prima", spiega Schindler. "Ora siamo riusciti a dimostrare per la prima volta che il numero esatto di podociti è significativamente ridotto nei topi anziani rispetto a quelli giovani". L'analisi dei corpuscoli renali ha rivelato anche un'altra scoperta: "Siamo riusciti a isolare RNA altamente puro dai glomeruli. Ciò significa che possiamo non solo effettuare analisi di microscopia tridimensionale, ma anche dare un'occhiata molto specifica a ciò che accade nelle cellule a livello molecolare".
"Il nostro nuovo metodo "Glomage" ci fornirà una grande quantità di conoscenze in un breve lasso di tempo, permettendoci di studiare in modo rapido e affidabile molti potenziali farmaci per quanto riguarda il loro effetto sulla malattia renale cronica", afferma la professoressa Nicole Endlich, ricercatrice sui reni e direttore dell'Istituto di Anatomia e Biologia Cellulare del Centro Medico Universitario di Greifswald e ultima autrice dello studio. "La ricerca di base spesso richiede molto tempo, ma stiamo appena uscendo dalla strada principale per entrare in autostrada".
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