Ελληνική Νεφρολογία 2012; 24 (4): 00-00 Ανασκόπηση Αρχέγονα κύτταρα και νεφρός Κ. Τρίγκα 1 Γ. Σωτηροπούλου- Μπονίκου 2 Μ. Γκέρμπεση 2 Ζ. Κεφαλοπούλου 2 Περίληψη O αυξανόμενος αριθμός των ασθενών με χρόνια νεφρική ανεπάρκεια και ανάγκη υποκατάστασης της νεφρικής λειτουργίας καθιστούν την αναγέννηση του νεφρικού ιστού επιτακτική ανάγκη. Η νεφρική αναγέννηση μέσω ενηλίκων νεφρικών αρχέγονων (stem) κυττάρων, μπορεί να επιτευχθεί μέσω δημιουργίας in-vitro ενός αναπληρωματικού οργάνου από αρχέγονα κύτταρα ή από εμβρυικό ιστό, τοπική μετανάστευση από την κυκλοφορία του αίματος ή επαναδιαφοροποίηση εγγενών αρχέγονων κυττάρων ή θεραπεία με αρχέγονα κύτταρα ex vivo. Κύρια ερωτήματα που χρήζουν διερεύνησης αφορούν την ύπαρξη εγγενών νεφρικών βλαστοκυττάρων στον ενήλικο νεφρό, (διάμεσος χώρος, σωληνάρια, μυελός, φλοιός, νεφρική θηλή, περιαγγειακή φωλεά) και τους αξιό πιστους δείκτες για την αναγνώρισή τους. Λόγω της πολυπλοκότητας της νεφρικής αρχιτεκτονικής και των διαφόρων κυτταρικών τύπων, πιθανόν να συνυπάρχουν πολλοί μηχανισμοί νεφρικής κυτταρικής αναγέννησης. Η συμμετοχή των προερχόμενων από τον μυελό των οστών κυκλοφορούντων βλαστοκυττάρων ( bone marrow-derived stem cells, BMSC) στην αναγέννηση των νεφρικών σωληναρίων τέθηκε υπό αμφισβήτηση, ενώ ενισχύθηκε η θεωρεία της άμεσης αντικατάστασης μέσω επιθηλιακών κυττάρων. Επιβεβαιώθηκε ο ρόλος των BMSC στην διατήρηση και αποκατάσταση του νεφρικού μεσάγγειου και ενδοθηλίου αλλά όχι και των επιθηλιακών κυττάρων. Δυστυχώς τα μεσεγχυματικά αρχέγονα κύτταρα, δεν διαφοροποιούνται μόνο σε σπειραματικά κύτταρα, αλλά υπό συγκεκριμένες συνθήκες μπορούν να αναπτύξουν και φαινοτυπικά χαρακτηριστικά λιποκυττάρων. Το μικροπεριβάλλον, φαίνεται ότι επηρεάζει την κυτταρική διαφοροποίηση και καθορίζει την «μοίρα» των βλαστοκυττάρων. Η θεραπεία με βλαστοκύτταρα αποτελεί νέο τομέα της νεφρολογίας, με πολλά ανοιχτά ερωτήματα. Τρία κυρίως θέματα που αφορούν στην αναγέννηση του νεφρικού ιστού θα απασχολήσουν στο μέλλον: κατανόηση της δημιουργίας του νεφρού στο έμβρυο, χαρακτηρισμός των βλαστοκυττάρων και των σηματοδοτικών μηχανισμών που ενέχονται στην διαφοροποίηση τους και η εισήγηση θεραπευτικών πρωτόκολλων για την επαγωγή μεσεγχυματικών βλαστοκυττάρων. Η επιτυχής αλληλεπίδραση των παραπάνω θα καθορίσει την πορεία της νεφρικής αναγέννησης. Λέξεις κλειδιά: αρχέγονα κύτταρα, βλαστοκύτταρα μεσεγχυματικά, βλαστοκύτταρα προερχόμενα από τον μυελό των οστών, νεφρική αναγέννηση. Εισαγωγή 1 Κυανούς Σταυρός, Πάτρα 2 Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο Ρίου Πάτρα O όρος «αναγεννητική ιατρική», καθιερώθηκε σε μικρό χρονικό διάστημα ως όρος αναφοράς και χρησιμοποιείται με ενθουσιασμό. O αυξανόμενος αριθμός των ασθενών με χρόνια νεφρική ανεπάρκεια και με ανάγκη υποκατάστασης της νεφρικής λειτουργίας καθιστούν την αναγέννηση του νεφρικού ιστού επιτακτική ανάγκη.
Ελληνική Νεφρολογία, 24, 2012 Στον νεφρικό ιστό βλάπτονται κυρίως τα σωληναριακά κύτταρα λόγω των αυξημένων αναγκών τους σε οξυγόνο. Τα σωληναριακά κύτταρα λειτουργούν σε περιβάλλον υποξίας, επιβαρύνονται με την πρόσληψη τοξινών και με την λειτουργία της συμπύκνωσης των ούρων, γεγονός που τα καθιστά ιδιαίτερα ευπαθή 1. Ανάλογα με την έκταση της βλάβης και με την αναγεννητική ικανότητα του ασθενούς, ορισμένα σωληναριακά κύτταρα μπορούν να ανακτήσουν μακροπρόθεσμα την λειτουργικότητά τους, άλλα να αναγεννηθούν πλήρως και άλλα μερικώς ή καθόλου. Η παθογένεια της οξείας νεφρικής ανεπάρκειας, αφορά στην επαναιμάτωση που ακολουθεί την ισχαιμία και περιλαμβάνει την οξεία σωληναριακή νέκρωση, την απόπτωση, τη σπειραματική βλάβη και τη φλεγμονή. Μετά από βλάβη, επαναδιαφοροποιούνται γειτονικά σωληναριακά κύτταρα, χάνουν τα επιθηλιακά χαρακτηριστικά τους και αναπτύσσουν έναν λιγότερο διαφοροποιημένο μεσεγχυματικό φαινότυπο μέσω μιας διεργασίας που καλείται επιθηλιακή προς μεσεγχυματική μετάβαση - [epithelial-mesenchymal transition (ΕΜΤ)]. Τα νέα μεσεγχυματικά κύτταρα μεταναστεύουν στην περιοχή που έχει υποστεί βλάβη και διαφοροποιούνται εκ νέου σε λειτουργικά σωληναριακά κύτ ταρα μέσω της αντίθετης προς την ΕΜΤ διεργασίας, την μεσεγχυματική προς επιθηλιακή μετάβαση - [mesenchymal-epithelial transitions (ΜΕΤ)]. Η διεργασία της επαναδιαφοροποίησης, μετανάστευσης και πολλαπλασιασμού ευοδώνεται από σημαντικούς τοπικούς παράγοντες, όπως είναι ο αυξητικός παράγοντας των ηπατοκυττάρων (hepatocyte growth factor, HGF).Η οστική μορφογενετική πρωτεΐνη (bone morphogenic protein, BMP-7), o επιδερμικός αυξητικός παράγοντας (epidemal growth factor, EGF) και ο αυξητικός παράγοντας παρόμοιος με ινσουλίνη (insulin-like growth factor, IGF) 2,3. Oρισμένοι ερευνητές έδειξαν ότι, μετά από ισχαιμική βλάβη, τα διαφοροποιημένα σωληναριακά επιθηλιακά κύτταρα (tubular epithelial cells, TECs) που επιβίωσαν, ήταν εκείνα που αναγέννησαν τα περισσότερα, αν όχι όλα τα σωληναριακά επιθηλιακά κύτταρα. Η ικανότητα πολλαπλασιασμού των TECs, βασίζεται σε μια μεγάλη «δεξαμενή» κυττάρων, που βρίσκονται στην G1 φάση του κυτταρικού κύκλου και πολλαπλασιάζονται άμεσα, όταν παραστεί ανάγκη 4. ΑρχΕγOνΑ ΚυΤΤΑρΑ ΚΑι νεφρoσ Αρχέγονα κύτταρα και αναγέννηση του νεφρικού ιστού Παράλληλα με τη θεωρία της σωληναριακής αναγέννησης μέσω ΕΜΤ και επαναδιαφοροποίησης αλλά και μέσω πολλαπλασιασμού των TECs, ενισχύεται και η υπόθεση της συμμετοχής των νεφρικών βλαστοκυττάρων στην διεργασία αυτή 3. Η παραπάνω υπόθεση της αναγέννησης μέσω ενηλίκων νεφρικών αρχέγονων κυττάρων, υποστηρίζεται και από την βελτιούμενη πλέον γνώση της εμβρυικής ανάπτυξης του νεφρού 5 και θα μπρούσε ενδεχομένως να επιτευχθεί μέσω των ακόλουθων μηχανισμών 6,7 : Αναγέννηση ενός αναπληρωματικού οργάνου από αρχέγονα κύτταρα ή από εμβρυϊκό ιστό τοπική μετανάστευση από την κυκλοφορία του αίματος ή διαφοροποίηση εγγενών αρχέγονων κυττάρων, θεραπεία ex vivo με αρχέγονα κύτταρα προερχόμενα από καλλιέργειες αρχέγονων κυττάρων. Κύρια ερωτήματα που χρήζουν διερεύνησης αφορούν την ύπαρξη εγγενών νεφρικών βλαστοκυττάρων στον ενήλικο νεφρό, και τους αξιόπιστους δείκτες για την αναγνώρισή τους καθώς και η επιβεβαίωση του ερωτήματος εάν τα κύτταρα που απομονώνονται in vitro είναι ίδια με τα κύτταρα in vivo 8 (διάμεσος χώρος, σωληνάρια, μυελός, φλοιός). Oι έως τώρα προσπάθειες αναγνώρισης ενήλικων αρχέγονων κυττάρων στο νεφρό, στηρίζονται στην βιολογία των αρχέγονων κυττάρων, στην ικανότητα τους να εκκρίνουν την χρωστική Hoechst (πρόκειται για γενετικώς τροποποιημένα κύτταρα, μεταλλαγμένα στα πλαίσια ερευνητικής εργασίας που εκφράζουν την παραπάνω χρωστική) ή στην έκφραση ειδικών δεικτών των αρχέγονων κυττάρων και στον παρατεταμένο κυτταρικό τους κύκλο, κύτταρα που κατακρατούν χρωστική (label retaining cells, LRCS). O τελευταίος, αναφέρεται ως ένας μη εξειδικευμένος τρόπος αναγνώρισης των αρχέγονων κυττάρων μέσω παρακολούθησης της αραίωσης της χρωστικής βρωμοδεοξυουριδίνης (bromodeoxyuridine, BrdU). Τα «ήρεμα» αρχέγονα κύτταρα, που δεν διαιρούνται, διατηρούν υψηλά επίπεδα BrdU στον πυρήνα του κυττάρου, ενώ τα διαφοροποιημένα, που πολλαπλασιάζονται και διαιρούνται συχνότερα, φέρουν αραιωμένη ποσότητα χρωστικής. Το 2003 ο Maeshima και συν. 9 αναγνώρισαν (BrdU-labelled) κύτταρα, στα νεφρικά σωληνά- 241
Κ. ΤριγΚΑ ΚΑι Συν. Ελληνική Νεφρολογία, 24, 2012 ρια παρόμοια με προδρομικά (progenitor-like) και τα ονόμασαν σωληναριακά κύτταρα, ενώ το 2004 οι Oliver και συν. 10 αναγνώρισαν παρόμοιο πληθυσμό κυττάρων στον διάμεσο χώρο της νεφρικής θηλής στους επίμυες. Άλλοι ερευνητές βρήκαν ότι ούτε τα εξω-σωληναριακά κύτταρα, ούτε τα σωληναριακά αρχέγονα κύτταρα, συνεισφέρουν στην νεφρική αποκατάσταση. Λόγω της πολυπλοκότητας της νεφρικής αρχιτεκτονικής και των διαφόρων κυτταρικών τύπων, ο νεφρός πιθανόν διαθέτει πολλούς μηχανισμούς κυτταρικής αναγέννησης. Όσον αφορά στη νεφρική αναγέννηση, ο Humphreys και συν. διατύπωσαν τη θεωρία ότι η επιδιόρθωση των νεφρώνων που έχουν υποστεί βλάβη επιτυγχάνεται δυνητικά εκτός από τα κύτταρα που επιβίωσαν της βλάβης και μέσω ενός υποπληθυσμού αρχέγονων κυττάρων του νεφρού 11, τα οποία ενδεχόμενα συμβάλλουν στην επιδιόρθωση του σωληναριακού επιθηλίου, όταν τα γειτονικά κύτταρα δεν μπορούν να αποκαταστήσουν την βλάβη (Εικ. 1). Τα θετικά για την χρωστική Hoechst 33342 κύτταρα χαρακτηρίζονται ως παράπλευρος υποπληθυσμός ( side population, SP ) και φαινοτυπικά ομοιάζουν με τα εγγύς σωληναριακά κύτταρα και εκφράζουν CD90, CD44, Pax2, OCT4 και βιμεντίνη. O πληθυσμός αυτός των κυττάρων δεν προέρχεται από τον μυελό των οστών, ούτε από τον διάμεσο χώρο του νεφρού, αλλά από τα σωληναριακά κύτταρα, και συμβάλλει στην ιστική ανάπλαση σε νεφρική ανεπάρκεια 11,12,13, και σε μεταμόσχευση νεφρού 14,15. Σε δύο διαφορετικά μοντέλα μυών με χρόνια νεφρική ανεπάρκεια, ο αριθμός των παράπλευρων κυττάρων μειώθηκε αλλά μια μελέτη έδειξε ότι αυτά που εναπόμειναν εμφάνιζαν υψηλά επίπεδα μοριακών μεσολαβητών νεφρικής μορφογένεσης και γονιδίων με δείκτες βλαστοκυττάρων 16. Υποθετικό διάγραμμα προέλευσης νεφρικών πρόδρομων κυττάρων, μετά από βλάβη Iσχαιμική βλάβη Πολλαπλασιασμός και διαφοροποίηση επιθηλιακών κυττάρων Σωληνάριο που έχει υποστεί βλάβη Εξωσωληναριακά stem κύτταρα (ΒΜDSC) Ενδοσωληναριακά stem κύτταρα Α Β Γ Διαίρεση διαφοροποιημένων ΤΕCs Κύτταρα προερχόμενα από διαφοροποιημένα επιθηλιακά Σωληνάριο που έχει αναγεννηθεί Κύτταρα προερχόμενα από stem κύτταρα Εικ. 1. Υποθετικό διάγραμμα προέλευσης νεφρικών πρόδρομων κυττάρων, μετά από βλάβη. Oι Humphreys και συν. ανέπτυξαν μια μέθοδο διαχωρισμού της προέλευσης των κυττάρων που συνεισφέρουν στην αναγέννηση του νεφρού. Αρχικά επέτυχαν την έκφραση ενός γονιδιακού δείκτη, ούτως ώστε όλα τα νεφρικά κύτταρα που προέρχονται από το μεσέγχυμα (σωληναριακά επιθηλιακά, κύτταρα της κάψας του Bowman) να είναι σεσημασμένα με χρωστική, ενώ τα κύτταρα του διάμεσου χώρου να μην εκφράζουν τη χρωστική. Έτσι, σε περίπτωση βλάβης, η εμφάνιση σεσημασμένων κυττάρων, ενίσχυε την υπόθεση της επιδιόρθωσης της σωληναριακής βλάβης μέσω σωληναριακών κυττάρων που έχουν επιβιώσει της βλάβης ή μέσω πρόδρομων εγγενών αρχέγονων κυττάρων. Σε περίπτωση έμμεσης συμμετοχής στην αναγεννητική διαδικασία, μη σεσημασμένων αρχέγονων κυττάρων του διάμεσου χώρου, παρατηρούνταν αραίωση της χρωστικής. Από Humphrens, BD et al 11 μετά από τροποποίηση. TECs: Tubular epithelial cells. 242
Ελληνική Νεφρολογία, 24, 2012 Μελετήθηκε επίσης το ενδεχόμενο φαρμακολογικής ενεργοποίησης ενηλίκων αρχέγονων κυττάρων στο νεφρό, με τη χορήγηση τριχοστατίνης Α (trichostatin A, TSA), που ανήκει στους HDACIs (-histone deacetylase inhibitors HDACIs) που χρησιμοποιούνται για την θεραπεία του καρκίνου, για την υποστροφή της εξέλιξης της χρόνιας νεφρικής ανεπάρκειας 17,18. Σε ένα μοντέλο χρόνιας νεφρικής ανεπάρκειας, η TSA βελτίωσε την σπειραματική νόσο, αύξησε τα γονίδια νεφροπροστατευτικών παραγόντων όπως της πρωτεΐνης ΒΜρ-7, του παράγοντα HGF, και του αυξητικού παράγοντα των ενδοθηλιακών κυττάρων (vascular endothelial growth factor, VEGF) στα νεφρικά κύτταρα, αλλά όχι στα κύτταρα του παράπλευρου υποπληθυσμού 17. Άλλη θέση και τρόπος αναγνώρισης εγγενών μεσεγχυματικών βλαστοκυττάρων χρησιμοποιήθηκε από τους Bussolati και συν. και αφορά στον επιφανειακό δείκτη CD133, που εμφανίζεται στο 1% των κυττάρων στον ενήλικο νεφρικό ιστό 19,20. Τα θετικά για τον CD133 κύτταρα βρίσκονται στον ουρικό πόλο της κάψας του Bowman, διατηρώντας μια ιεραρχική ταξινόμηση 21 και είναι πολυδύναμα κύτταρα που εκφράζουν επιθηλιακά ή ενδοθηλιακά χαρακτηριστικά, υπό την επίδραση αυξητικών παραγόντων 22,23. Μεταγενέστερες μελέτες έδειξαν ότι τα απομονωμένα βλαστοκύτταρα εκφράζουν πλήθος βλαστοκυτταρικών δεικτών συμπεριλαμβανομένων των Sca-1, OCT-4, Rex-1 CD24 και CD133 24 οι οποίοι χρησιμοποιούνται για τη μελέτη κυτταρικών σειρών στο φυσιολογικό και παθολογικό νεφρό 10,21,25. Επιπρόσθετα, η συν-έκφραση των δεικτών CD24 (για την αναγνώριση διαφόρων τύπων αρχέγονων κυττάρων) και CD133 (δείκτης ενήλικων αρχέγονων κυττάρων) αναγνωρίζει έναν πληθυσμό αρχέγονων κυττάρων στον ουρικό πόλο της κάψας του Bowman (Εικ. 2) 20. Όταν απομονωθούν, τα CD24+ αρχέγονα CD133+ νεφρικά πρόδρομα κύτταρα, δεν εκφράζουν ειδικούς δείκτες διαφοροποιημένων κυττάρων, αλλά μεταγραφικούς παράγοντες που είναι χαρακτηριστικοί για τα πολυδύναμα αρχέγονα κύτταρα. Τα κύτταρα αυτά μπορούν ταυτόχρονα να αυτοανανεώνονται, να διαφοροποιούνται και να πολλαπλασιάζονται. Όταν ενεθούν σε πειραματικά μοντέλα οξείας νεφρικής ανεπάρκειας (OνΑ), αναγεννούν τη σωληναριακή δομή και αποκαθιστούν την νεφρική λειτουργία. Τα CD24+ CD133+ νεφρικά πρόδρομα κύτταρα, αντι προ - Ποδοκύτταρα Μεσσαγγειακά κύτταρα Ενδοθηλιακά κύτταρα Ουρικός πόλος Μεταβατικά κύτταρα Εγγύς σωληναριακά κύτταρα ΑρχΕγOνΑ ΚυΤΤΑρΑ ΚΑι νεφρoσ Aγγειακός πόλος Μεταβατικά κύτταρα (CD 24, CD133, PDX) Νεφρικά προγονικά κύτταρα (CD24, CD133) Εικ. 2. Ιεραρχική κατανομή των νεφρικών πρόδρομων κυττάρων στο σπείραμα του ενήλικου νεφρού στον άνθρωπο. Τα CD24/CD133+νεφρικά πρόδρομα κύτταρα (κόκκινο) βρίσκονται στον ουρικό πόλο, αλλά ταυτόχρονα είναι κοντά με τα ποδοκύτταρα (μπλε) που βρίσκονται στον αγγειακό πόλο και με τα σωληναριακά νεφρικά κύτταρα (άσπρα), που βρίσκονται στην άλλη πλευρά. Ένας μεταβατικός κυτταρικός πληθυσμός (CD24+/CD133+/ PDX+, κόκκινο/μπλε) φέρει χαρακτηριστικά είτε των νεφρικών πρόδρομων κυττάρων (κόκκινο), είτε των ποδοκυττάρων (μπλε) και βρίσκεται μεταξύ του ουρικού και του αγγειακού πόλου. Στον αγγειακό πόλο των σπειραμάτων, τα μεταβατικά αυτά κύτταρα, βρίσκονται πολύ κοντά με κύτταρα που δεν φέρουν δείκτες νεφρικών πρόδρομων κυττάρων, ωστόσο φέρουν δείκτες και φαινοτυπικά χαρακτηριστικά διαφοροποιημένων ποδοκυττάρων (μπλε). Ενδοθηλιακά κύτταρα (κίτρινο), μεσαγγειακά (πράσσινο), ποδοκύτταρα (μπλε), εγγύς σωληνάρια (κόκκινο). Από Romagnani P 21 μετά από τροποποίηση μεσεγχυματικών αρχέγονων κυττάρων. σωπεύουν κοινούς πρόγονους επιθηλιακών σωληναριακών κυττάρων και ποδοκυττάρων κατά την νεφρική ανάπτυξη, ενώ σε πειραματικά μοντέλα νεφρικής βλάβης είναι ικανά να αντικαταστήσουν όλες τις νεφρικές δομές συμ περι λαμβανομένων και των σπειραμάτων, με επακόλουθη ύφεση της πρωτεϊνουρίας. Άλλωστε, βρίσκονται στην κάψα του Bowman, στο μοναδικό σημείο του νεφρού, που είναι εγγύς τόσο των σωληναριακών κυττάρων, όσο και των σπειραματικών ποδοκυττάρων (Εικ. 2). Η ταυτοποίηση των κυττάρων αυτών έρχεται σε συμφωνία με την μελέτη των Humphrey και συν. το 2008, που θεωρεί ότι η αναγέννηση του νεφρού προέρχεται από ενδογενή νεφρικά κύτ- 243
Κ. ΤριγΚΑ ΚΑι Συν. Ελληνική Νεφρολογία, 24, 2012 ταρα. Ίσως πρόκειται δηλαδή για τα ίδια κύτταρα που προέρχονται από τον ουρικό πόλο της κάψας του Bowman και αναγεννούν σωληναριακά επιθηλιακά κύτταρα. Πιθανόν να αντιπροσωπεύουν ένα υποπληθυσμό αρχέγονων κυττάρων που διατηρούνται στην θέση αυτή από τα πρώιμα στάδια της νεφρογένεσης, δημιουργώντας μια φωλεά 8. Η νεφρική θηλή ως πιθανή φωλεά αρχέγονων κυττάρων Το 2004 οι Oliver και συν. 10 έδειξαν υψηλό δυναμικό πολλαπλασιασμού στην άνω περιοχή της νεφρικής θηλής, και ειδικά στην περιοχή κοντά στον ουρικό πόλο. χρησιμοποιώντας χρώση για το δείκτη Ki67, έδειξαν θετικότητα σε μικρό ποσοστό κυττάρων (2,6%), αλλά μεγαλύτερο σε σχέση με άλλα μέρη του νεφρού. Επίσης βρέθηκε ότι τα κύτταρα που κατακρατούσαν χρωστική- LRCs με διάφορα χαρακτηριστικά ενήλικων stem κυττάρων στον διάμεσο χώρο των θηλών και των αθροιστικών σωληναρίων, μπορούσαν να αναγεννήσουν κύτταρα του φυσιολογικού ενήλικου νεφρού. Ακόμη, το 2006 οι Dekel και συν. 26 έδειξαν επίσης ότι μη σωληναριακά πολυδύναμα/πρόδρομα Sca-1+ κύτταρα στον νεφρό ενήλικων ποντικών, βρίσκονται κυρίως στον διάμεσο χώρο (εξωτερικό τμήμα) της θηλής, κοντά στα σωληνάρια. Είναι γνωστό ότι, σε αντίθεση με άλλες περιοχές του νεφρού, στην νεφρική θηλή δεν παρατηρείται απόπτωση, μετά από ισχαιμική βλάβη. Έτσι η παρουσία LRCs στη βάση της θηλής και σε κύτταρα που πολλαπλασιάζονται γρήγορα στo άνω τμήμα της θηλής (που μπορούν να μεταναστεύσουν σε άλλα τμήματα του νεφρού με μικρότερη παροχή οξυγόνου), δημιούργησε την ιδέα μιας αρχιτεκτονικής διαμόρφωσης των θέσεων έδρευσης των αρχέγονων κυττάρων. Πιθανολογείται ότι, φυσιολογικά τα LRCs του διάμεσου χώρου ή τα πρόδρομά τους κύτταρα, μεταναστεύουν στο άνω μέρος των νεφρικών θηλών και δημιουργούν μια «δεξαμενή» άμεσα πολλαπλασιαζομένων κυττάρων, που ενδεχόμενα διαδραματίζουν ρόλο στην επούλωση μετά από την οξεία νεφρική βλάβη 27. Πράγματι, φάνηκε ότι τα αρχέγονα κύτταρα εδρεύουν συνήθως σε «φωλεές» με κυπελοειδή διαμόρφωση που βρίσκονται σε βάθος, όπου διατηρούνται και πολλαπλασιάζονται. Η υπόθεση της περιαγγειακής φωλεάς των μεσεγχυματικών αρχέγονων κυττάρων Oι διάφοροι υπο-πληθυσμοί μεσεγχυματικών αρχέγονων κυττάρων (mesenchymal stem cells, MSC) προέρχονται από διαφορετικές πηγές, αλλά έχουν κοινούς ορισμένους επιφανειακούς δείκτες όπως CD29, CD44, εκφράζουν και αsma, έναν δείκτη λείων αγγειακών μυικών κυττάρων, γεγονός που υποδηλώνει σχέση με τα περικύτταρα ή περιαγγειακά κύτταρα 28. Σε ιστούς με χαμηλό μεταβολισμό, τα περικύτταρα και τα ενδοθηλιακά κύτταρα είναι «ήρεμα» κύτταρα με αργό κυτταρικό κύκλο, αλλά κατά την φάση της αγγειογένεσης εμφανίζουν αυξημένο δυναμικό πολλαπλασιασμού και αυτόανανέωσης και συμπεριφέρονται ως ενήλικα αρχέγονα κύτταρα. Τα περικύτταρα, χαρακτηρίζονται από πλαστικότητα και μπορούν να διαφοροποιηθούν σε οστεοβλάστες, χονδροβλάστες, ινοβλάστες και προ-λιποκύτταρα. Tα τριχοειδή των νεφρικών θηλών είναι πλούσια σε υπο-ενδοθηλιακά κύτταρα που ρυθμίζουν την μικροαγγειακή ακεραιότητα μέσα στο περισωληναριακό δίκτυο των τριχοειδών. Το 2006 οι Lee και συν. 29 έδειξαν σε ποντίκια ότι τα πρόδρομα μεσεγχυματικά αρχέγονα κύτταρα του στρώματος εδρεύουν στο διάμεσο χώρο του νεφρού, κοντά στις νεφρικές θηλές και στα ενδοθηλιακά κύτταρα. Μια ενδιαφέρουσα προσέγγιση αφορά στα αρχέγονα κύτταρα του λιπώδη ιστού, (adipose tissue-derived stem cells, ΑDSC). Έχει δειχθεί πειραματικά ότι τα κύτταρα ίσως είναι αγγειακά αρχέγονα κύτταρα, σε διάφορα στάδια διαφοροποίησης με σκοπό τη δημιουργία λείων μυικών και ενδοθηλιακών κυττάρων. Επίσης τα παραπάνω κύτταρα, σε πρώιμα στάδια διαφοροποίησης, μπορούν να διαφοροποιηθούν σε λιποκύτταρα, αν παραμείνουν στο πρωτογενές τους περιβάλλον, αλλά και σε άλλους τύπους ιστών 30, ενώ ο OCT4 αποτελεί δείκτη τους. Κυκλοφορούντα βλαστοκύτταρα από τον μυελό των οστών και νεφρική αναγέννηση. O μυελός των οστών περιλαμβάνει δύο τύπους κυτταρικών πληθυσμών βλαστοκυττάρων, τα αιμοποιητικά αρχέγονα κύτταρα (hemopoetic stem cells, HSC) και αυτά που προέρχονται από το στρώμα του μυελού, αδιαφοροποίητα μεσεγχυματικά αρχέγονα κύτταρα (MSC) 7 που συνεισφέρουν στην φωλεά των αιμοποιητικών βλα στοκυττάρων στον μυελό των οστών 31. 244
Ελληνική Νεφρολογία, 24, 2012 Η συμμετοχή των κυττάρων αυτών στην ιστική αποκατάσταση γίνεται είτε εξωγενώς με μεταμόσχευση κυττάρων μυελού των οστών, είτε ενδογενώς με κινητοποίηση κυττάρων του μυελού των οστών του ίδιου του ασθενούς 32. Τα αρχέγονα κύτταρα του μυελού των οστών (bone marrow stem cells, BMSC), και κυρίως τα μεσεγ χυματικά, ανευρέθησαν στον διάμεσο χώρο του νεφρού, αλλά ο ακριβής τους ρόλος δεν έχει καθοριστεί πλήρως (Eικ. 3). χαρακτηρίζονται από πλαστικότητα, δηλαδή σε κυτταρικές καλλιέργειες μπορούν να διαφοροποιηθούν σε διάφορους κυτταρικούς τύπους, συμπεριλαμ βανομένων των επιθηλιακών μετά από βλάβη, αλλά και σε μυικά και ενδοθηλιακά κύτταρα, οστεοκύτταρα και λιποκύτταρα 33. Μεμονωμένοι κλώνοι MSC που επιβιώνουν μακρύτερο χρονικό διάστημα στις κυτταρικές καλ - λιέργειες, διαφοροποιούνται περαιτέρω και σε άλλους κυτταρικούς τύπους συμπεριλαμβανομένων νευρικών και ηπατικών κυττάρων καθώς και αγγειοβλαστών 34. Η πλαστικότητα των μεσεγχυματικών βλαστικών κυττάρων οδήγησε στην υπόθεση ότι πιθανώς κύτταρα του μυελού των οστών με γρήγορη κινητοποίηση και κατευθυνόμενη μετανάστευση (homing) συνεισφέρουν στην ιστική αναγέννηση 12. Στην διεργασία αυτή συμμετέχουν παράγοντας δέγερσης της αποικίας των κοκκιοκυττάρων [grannlocyte colony stimulating factor (G-CSF)] και ο παράγοντας που προέρχεται από κύτταρα του στρώματος (stromal cell factor SDF- 1) 35, αλλά και άλλοι φλεγμονώδεις παράγοντες, ΑρχΕγOνΑ ΚυΤΤΑρΑ ΚΑι νεφρoσ όπως κυτταροκίνες, οι ιντερλευκίνες-1 και -6 και ο παράγοντας νέκρωσης των όγκων (tumor necrosis factor,tnf-a) που επάγουν την μετανάστευση των αιμοποιητικών κυττάρων προς τον ιστό που έχει υποστεί βλάβη. Τα MSC in vivo μεταναστεύουν στη θέση βλάβης και είτε υπόκεινται σε αληθή διαφοροποίηση υπό το κατάλληλο μικροπεριβάλλον, είτε ενσωματώνονται στα σπειραματικά και/ή στα σωληναριακά τριχοειδή προστατεύοντας με αυτόν τον τρόπο τον νεφρό από περαιτέρω βλάβη, ενώ επιταχύνουν και την επιδιόρθωση (Εικ. 3 και 4) 36. Ας σημειωθεί ότι πειραματικές μελέτες ανέφεραν αναγέννηση της βασικής μεμβράνης σε σύνδρομο Alport και των ενδοθηλιακών και μεσαγγειακών κυττάρων σε σπειραματοσκλήρυνση 37. Πειραματικά μοντέλα υποδηλώνουν ότι στην επιδιόρθωση της σπειραματικής βλάβης συμμετέχουν τόσο εγγενή ενδοθηλιακά κύτταρα, που μεταναστεύουν και πολλαπλασιάζονται, όσο και αρχέγονα κύτταρα προερχόμενα από τον μυελό των οστών. Τα αποτελέσματα για την σωληναριακή αναγέννηση όμως είναι αντικρουόμενα, γιατί έχει αναφερθεί εκκόλπωση των BMSC με διαφοροποιημένα κύτταρα, επιπλέκοντας τα αποτελέσματα των μελετών (σε οξεία και χρόνια νεφρική ανεπάρκεια) 38. υποστηρίζεται ότι τα κύτταρα αυτά παρέχουν ενδο- και παρακρινείς παράγοντες 39 που ενισχύουν την αποκατάσταση της νεφρικής βλάβης, μέσω καταστολής των φλεγ - μονωδών και των ενεργοποιημένων αντι-φλεγμο- Εξωγενής χορήγηση Μεσεγχυματικά stem κύτταρα Ενδογενής χορήγηση Οξεία νεφρική βλάβη Μιτογενής δράση Προ-αγγειακή δράση MSC Σωληνάριο που έχει υποστεί βλάβη Αντι-φλεγμονώδης δράση Εικ. 3. Μοντέλο παρακρινούς δράσης των MSC στο σωληνάριο που έχει υποστεί βλάβη. Μετά από οξεία νεφρική βλάβη, τα χορηγούμενα MCS μεταναστεύουν στις θέσεις βλάβης και ενδεχόμενα και σε ενδογενείς φωλεές (στον μυελό των οστών ή στον νεφρό), ενσωματώνονται στα σπειραματικά και/ή στα σωληναριακά τριχοειδή προστατεύοντας με αυτόν τον τρόπο τον νεφρό από περαιτέρω βλάβη, ενώ επιταχύνουν και την αποκατάσταση. Από Humphrens BD et al 12 μετά από τροποποίηση. MCSs: Mesenchymal stemm cells μεσεγκυματικά αρχέγονα κύτταρα. 245
Κ. ΤριγΚΑ ΚΑι Συν. Ελληνική Νεφρολογία, 24, 2012 Εικ. 4. Α. Τα μεσεγχυματικά αρχέγονα κύτταρα (MSC) επάγουν την επιβίωση, τον πολλαπλασιασμό και την επαναδιαφοροποίηση των επιθηλιακών σωληναριακών δομών είτε δρώντας άμεσα στον πληθυσμό των εγγενών αρχέγονων κυττάρων, είτε έμμεσα μέσω παραγωγής αυξητικών παραγόντων. Επιπρόσθετα, οι αυξητικοί παράγοντες που συντίθενται ίσως αναστέλλουν την φλεγμονή. B. Τα μεσεγχυματικά αρχέγονα κύτταρα διαφοροποιούνται και σε σπειραματικά κύτταρα. Από Bussolati B et al 36 μετά από τροποποίηση. νωδών κυτταροκινών 12,40,41. Πάντως, ο Lin και οι συνεργάτες του συμπέραναν ότι η συνεισφορά των κυττάρων που προέρχονται από τον μυελό των οστών, στον νεφρό είναι μικρή (0,06-8%) 42. Όμως γιατί η νεφρική αποκατάσταση δεν συμβαίνει αυτόματα εφόσον οι προαναφερθέντες παράγοντες προ-υπάρχουν στον νεφρικό ιστό; Ενδεχόμενα το μικροπεριβάλλον της φλεγμονής να παίζει κάποιο ρόλο. ισχύει γενικώς ότι τα φλεγμονώδη κύτταρα «προαναγγέλουν» την βλά - βη χωρίς να συμμετέχουν άμεσα στην ιστική αναγέννηση. Τα MSC αναστέλλουν τις φλεγμονώδεις κυτταροκίνες, και περιορίζουν την απόπτωση και την φλεγμονώδη απάντηση, δρώντας πολυπαραγοντικά στη νεφρική επιδιόρθωση. Πιθανώς υπάρχουν ομοιότητες ανάμεσα στην κυτταρική αλληλεπίδραση κατά την ιστική αναγέννηση και τις σύνθετες αντιδράσεις κατά την φλεγμονή. Πράγματι, τα μεσεγχυματικά βλαστοκύτταρα εκκρίνουν διάφορους αυξητικούς και νεφροπροστατευτικούς παράγοντες όπως τους IGF, EGF, HGF, VEGF και BMP-7. 246
Ελληνική Νεφρολογία, 24, 2012 Όσον αφορά τα αιμοποιητικά αρχέγονα κύτταρα, πειραματικά δεδομένα, υποδηλώνουν ότι ο αριθμός τους αυξάνεται μετά από εξωγενή χορήγηση παραθορμόνης (PTH) ή ΒΜPRIA. Oι δράσεις της σηματοδότησης στα HSC, των παραπάνω παραγόντων παρέχουν δυνητικούς στόχους της θεραπείας με βλαστοκύτταρα. γενικά φαίνεται ότι, η συμμετοχή των BMDC στην αναγέννηση των σωληναρίων, μετά από ισχαιμική βλάβη τίθεται υπό αμφισβήτηση, ενώ ενισχύεται η θεωρία της άμεσης αντικατάστασης μέσω επιθηλιακών κυττάρων. Επιβεβαιώ - νεται λοιπόν ο ρόλος των BMSC στην διατήρηση και αποκατάσταση του νεφρικού μεσάγγειου και ενδοθηλίου, αλλά όχι των επιθηλιακών δομών του νεφρού. Εξωγενής χορήγηση αρχέγονων κυττάρων και νεφρική αναγέννηση Αρκετοί ερευνητές έδειξαν ότι όταν ενεθούν στον νεφρό αδιαφοροποίητα εμβρυικά βλαστοκύτταρα που είχαν υποστεί επεξεργασία με ρετινοϊκό οξύ, ακτιβίνη-α και ΒΜρ-7 ενσωματώνονται στα σωληναριακά κύτταρα σε ποσοστό 50%, με αποτέλεσμα να εκφράζουν δείκτες μεσοδέρματος και αρχέγονων νεφρικών δομών 43,44. Πρόσφατες μελέτες ανέφεραν τη δημιουργία πρόδρομων νεφρικών δομών όπως σωμάτια-s και νεφρικά κυστίδια, από βλαστοκύτταρα που προέρχονται από αμνιακό υγρό, μετά από ένεση σε εμβρυικούς νεφρούς μυών 45. Νεφρική αποκατάσταση μέσω επαναπρογραμματισμού ΑρχΕγOνΑ ΚυΤΤΑρΑ ΚΑι νεφρoσ Το 2007, οι Yamanaka και συν. 46 απομόνωσαν με επιτυχία πολυδύναμα αρχέγονα κύτταρα από ινοβλάστες δέρματος, μέσω υπερέκφρασης γονιδίων των OCT4, SOX2, KLF4 και c-myc. Σε μεταγενέστερες μελέτες, δημιουργήθηκαν επα γώγιμα πολυδύναμα αρχέγονα (induced pluripotent stem, ips) κύτταρα από ινοβλάστες ποντικιού μέσω επαγωγής των ίδιων μεταγραφικών παραγόντων για την αναγέννηση του νεφρού 47,48. Παρόλο ότι οι σηματοδοτικοί μετανεφρικοί οδοί περιλαμβάνουν εκατοντάδες γονίδια, η μελέτη των ips βλαστοκυττάρων άρχισε με 24 και περιορίστηκε σε 4 γονίδια, υπογραμμίζοντας την σημασία της ενεργοποίησης του σωστού γονιδιακού δικτύου. Έχουν μελετηθεί πολυάριθμοι μεταγραφικοί παράγοντες, μεταξύ των οποίων οι Wt1, Pax2, Eya1, Six1, Six2, Osr1 και Sall1, που επάγουν τον μεσεγχυματικό αρχέγονο πληθυσμό. ιδεατά δυνατή κατάσταση θα ήταν η δημιουργία πρόγονων νεφρώνων για την αποκατάσταση του αριθμού τους 6. Σε περίπτωση που ήταν εφικτή η επαγωγή του νεφρικού βλαστώματος, η διαφοροποίηση του σε νέους νεφρώνες, θα μπορούσε να επιτευχθεί μέσω παραγόντων όπως οι Wnt, GDNF, VEGF, που επάγουν τον επανασχηματισμό των αθροιστικών σωληναρίων 32,49. Ωστόσο, τα επιθηλιακά κύτταρα του νεφρού μπορούν να επανα-προγραμματιστούν και να υποστούν επιθηλιακή προς μεσεγχυματική μετάβαση. Μέσω αυτής της διεργασίας θα μπορούσαν να δημιουργηθούν κύτταρα παρόμοια με τα μεσεγχυματικά, να διαφοροποιηθούν σε πρόγονα νεφρικά κύτταρα και στη συνέχεια σε νέους νεφρώνες 50. Αυτή η πολύπλοκη διεργασία, ίσως αποδειχθεί περισσότερο αποτελεσματική για την αναγέννηση του νεφρικού παρεγχύματος από ότι η χρήση των βλαστοκυττάρων. Αναγέννηση σπειραμάτων Εκτός από τις προσπάθειες αναγέννησης των σωληναρίων με την χρήση μεσεγχυματικών αρχέγονων κυττάρων, μελετάται και η θεραπεία αποκατάστασης των σπειραματικών παθήσεων. Η αποκατάσταση των σπειραμάτων περιλαμβάνει την αναγέννηση των νεφρικών τριχοειδών, της εξωκυττάριας θεμέλιας ουσίας και των ποδοκυττάρων 50 και ο παράγοντας VEGF προάγει την σπειραματική επιδιόρθωση. Η επίδραση των βλαστοκυττάρων δεν έχει μελετηθεί επαρκώς. Oρισμένοι ερευνητές έδειξαν σε πειραματική σπειραματοπάθεια 32, ότι μεταμοσχευμένα κύτταρα του μυελού δυνατόν να αντικαταστήσουν το ενδοθήλιο και να ενσωματωθούν στον αυλό των τριχοειδών 51,52. Σε πειραματικά μοντέλα νεφρικής νόσου, μεσεγχυματικά αρχέγονα κύτταρα αντικατέστησαν και μεσαγγειακά κύτταρα, συμβάλλοντας στην διεργασία της αναγέννησης 53,54. Δυστυχώς τα παραπάνω δεν διαφοροποιούνται μόνο σε τοπικά σπειραματικά κύτταρα, αλλά υπό συγκεκριμένες συνθήκες μπορούν να αναπτύξουν και φαινοτυπικά χαρακτηριστικά λιποκυττάρων. Το μικροπεριβάλλον φαίνεται ότι, επηρεάζει την κυτταρική διαφοροποίηση και καθορίζει την «μοίρα» των βλαστοκυττάρων 55. Στο σύνδρομο Alport, μεταλλάξεις που αφο- 247
Κ. ΤριγΚΑ ΚΑι Συν. Ελληνική Νεφρολογία, 24, 2012 ρούν στα γονίδια του κολλαγόνου τύπου IV προκαλούν δομικές διαταραχές της σπειραματικής βασικής μεμβράνης, πρωτεϊνουρία και νεφρική ανεπάρκεια. Σε πειραματικές μελέτες φάνηκε ότι η μεταμόσχευση μυελού των οστών προκαλεί «στρατολόγηση» κυττάρων από το μυελό που διαφοροποιούνται σε επιθηλιακά (ποδοκύτταρα) και μεσεγχυματικά κύτταρα στις θέσεις βλάβης του σπειράματος, με τελικό αποτέλεσμα την μερική αποκατάσταση της α3-αλυσίδας του κολλαγόνου τύπου VI με επακόλουθη βελτίωση της ιστολογικής εικόνας και μείωση της πρωτεϊνουρίας 56. Σε αντίστοιχο πειραματικό μοντέλο σπειραματοπάθειας, οι νinichuk και συν. έδειξαν ότι η χορήγηση μεσεγχυματικών βλαστοκυττάρων μειώνει την ίνωση, χωρίς να υποστρέψει την χρόνια νεφροπάθεια, ενώ στο μοντέλο της 5/6 νεφρεκτομής η χορήγηση βλαστοκυττάρων, δεν βελτίωσε την νεφρική λειτουργία 57. Συμπεράσματα Η θεραπεία με βλαστοκύτταρα αποτελεί νέο τομέα της νεφρολογίας, με πολλά ανοιχτά ερωτήματα. Η δομική συμμετοχή των βλαστοκυττάρων στην ιστική αναγέννηση δεν έχει διευκρινισθεί πλήρως αλλά πιθανότερη είναι η παρακρινική δράση των βλαστοκυττάρων στον ιστό. φαίνεται ότι, τα μεσεγχυματικά βλαστοκύτταρα δημιουργούν μια νέα ισορροπία, καταστέλλοντας την φλεγμονή και προάγοντας την ίαση. Το γεγονός αυτό υποδηλώνει ότι η αναγέννηση μέσω βλαστοκυττάρων, δεν αναφέρεται σε «εκ νέου δημιουργία», αλλά σε «αποκατάσταση» της οργανικής βλάβης. Τρία κυρίως θέματα που αφορούν στην αναγέννηση του νεφρικού ιστού θα απασχολήσουν στο μέλλον: η κατανόηση της δημιουργίας του νεφρού στο έμβρυο, ο χαρακτηρισμός των βλαστοκυττάρων και των σηματοδοτικών μηχανισμών που ενέχονται στη διαφοροποίησή τους και η εισήγηση θεραπευτικών πρωτόκολλων για την επαγωγή μεσεγχυματικών βλαστοκυττάρων. Η επιτυχής αλληλεπίδραση και των τριών θα καθορίσει την πορεία της νεφρικής αναγέννησης. Ευχαριστίες Ευχαριστώ τον Καθηγητή νεφρολογίας κ. Δ. γούμενο για τις πολύτιμες συμβουλές και παρατηρήσεις του. Summary Stem cells and the kidney. K. Triga 1, G. Sotiro - poulou-bonikou 2, M. Gerbesi 2, Z. Kefalo poulou 2. 1 Kyanos Stavros, Patra, Creece, 2 University Hospital of Rio, Patra Creece. Hellenic Nephro logy 2012; 24 (4): 00-00. The increasing number of patients with chronic renal failure and need of replacement of renal function makes pressing the need for kidney regeneration. Renal regeneration from adult stem cells can be achieved either through in-vitro creation of an alternate organ from stem cells or embryonic tissue, local migration from the circulation and trans-differentiation of native stem cells or via stem cells ex vivo. Key questions that need to be answered, regard the existence of native renal stem cells in the adult kidney, include their location (interstitium, tubular cells, bone marrow, cortex, renal papilla, perivascular niches) and the reliable markers that identify them. Due to the complexity of the renal architecture and the cellular variety of the kidney, multiple mechanisms of renal cell regeneration, may co-exist. Regarding bone marrow derived stem cells (BMSC), their involvement in tubular regeneration was questioned, while the theory of direct replacement through epithelial cells was reintroduced. Never - theless, the role of BMSC in restoration of renal mesangium and endothelium but not of renal epi - thelium was acknowledged. Unfort unately, mesen - chymal stem cells do not differentiate only in glo merular cells, but under certain conditions they can develop phenotypic characteristics of adi pocytes. The microenvironment apparently affects cell dif fer - entiation and determines the «fate» of stem cells. The stem cell therapy is a new field in nephro - logy, with many open questions. Three main issues regarding the regeneration of renal tissue will be investigated in the future: mechanisms of nephro - genesis, the signaling pathways involved in stem cell differentiation and the introduction of therapeutic protocols for the induction of mesenchymal stem cells. Identification of these fields will determine the course of renal regeneration. Key words: bone marrow derived stem cells, kidney regeneration, mesenchymal stem cells, stem cells. Βιβλιογραφία 1. Rosen S, Stillman IE. Acute tubular necrosis is a syndrome of physiologic and pathologic dissociation. J Am Soc Nephrol 2008; 19: 871-875. 2. Liu KD, Brakeman PR. Renal repair and recovery. Crit Care Med 2008; 36: S187-S192. 248
Ελληνική Νεφρολογία, 24, 2012 3. Razzaque MS. Can patient-specific stem cell therapy enhance renal repair? Nephrol Dial Transplant 2008; 23: 1826-1830. 4. Witzgall R. Are renal proximal tubular epithelial cells constantly prepared for an emergency? Focus on The proliferation capacity of the renal proximal tubule involves the bulk of differentiated epithelial cells. Am J Physiol Cell Physiol 2008; 294: C1-C3. 5. Humphreys BD, Bonventre JV. The contribution of adult stem cells to renal repair. Nephrol Ther 2007; 3: 3-10. 6. Haller H. Regenarative therapien in der Nephrologie. Der Internist 2007; 48: 813-818. 7. Hopkins C, Li J, Rae F, Little MH. Stem cell options for kidney disease. J Pathol 2009; 217: 265-281. 8. Little MH, Bertram JF. Is there such a thing as a renal stem cell? J Am Soc Nephrol 2009; 20: 2112-2117. 9. Maeshima A, Yamashita S, Nojima Y. Identification of renal progenitor-like tubular cells that participate in the regeneration processes of the kidney. J Am Soc Nephrol 2003; 14: 3138-3146. 10. Oliver JA, Maarouf O, Cheema FH, Martens TP, Al- Awqati Q. The renal papilla is a niche for adult kidney stem cells. J Clin Invest 2004; 114: 795-804. 11. Humphreys BD, Duffield JS, Bonventre JV. Renal stem cells in recovery from acute kidney injury. Minerva Urol Nefrol 2006; 58: 329-337. 12. Humphreys BD, Valerius MT, Kobayashi A, et al. Intrinsic epithelial cells repair the kidney after injury. Cell Stem Cell 2008; 2: 284-291. 13. Hishikawa K. Do we really need stem cell for renal regeneration? Kidney Int 2005; 68: 1966-1967. 14. Loverre A, Capobianco C, Ditonno P, Battaglia M, Grandaliano G, Schena FP. Increase of proliferating renal progenitor cells in acute tubular necrosis underlying delayed graft function. Transplantation 2008; 85: 1112-1119. 15. Bao J, Tu Z, Sun H, et al. R2: identification of renal potential progenitor/stem cells that participate in the renal regeneration processes of kidney allograft fibrosis. Nephrology (Carlton) 2008; 13: 500-507. 16. Metsuyanim S, Harari-Steinberg O, Buzhor E, et al. Expression of stem cell markers in the human fetal kidney. PLoS One 2009; 4: e6709. 17. Imai N, Hishikawa K, Marumo T, et al. Inhibition of histone deacetylase activates side population cells in kidney and partially reverses chronic renal injury. Stem Cells 2007; 25: 2469-2475. 18. Yoshikawa M, Hishikawa K, Marumo T, Fujita T. Inhibition of histone deacetylase activity suppresses epithelial-to-mesenchymal transition induced by TGF-beta1 in human renal epithelial cells. J Am Soc Nephrol 2007; 18: 58-65. 19. Bussolati B, Tetta C, Camussi G. Contribution of stem cells to kidney repair. Am J Nephrol 2008; 28: 813-822. 20. Lazzeri E, Crescioli C, Ronconi E, et al. Regenarative potential of embryonic renal multipotent progenitors in acute renal failure. J Am Soc Nephrol 2007; 18: 3128-3138. ΑρχΕγOνΑ ΚυΤΤΑρΑ ΚΑι νεφρoσ 21. Romagnani P. Toward the Identification of a renopoietic system. Stem Cells 2009; 27: 2247-2253. 22. Bussolati B, Bruno S, Grange C, et al. Isolation of renal progenitor cells from adult human kidney. Am J Pathol 2005; 166: 545-555. 23. Bruno S, Bussolati B, Grange C, et al. Isolation and characterization of resident mesenchymal stem cells in human glomeruli. Stem Cells Dev 2009; 18: 867-880. 24. Gupta S, Rosenberg ME. Do stem cells exist in the adult kidney? Am J Nephrol 2008; 28: 607-613. 25. Lazzeri E, Mazzinghi B, Romagnani P. Regenaration and the kidney. Curr Opin Nephrol Hypertens 2010; 19: 248-253. 26. Dekel B, Zangi L, Shezen E, et al. Isolation and characterization of nontubular sca-1+lin- multipotent stem/progenitor cells from adult mouse kidney. J Am Soc Nephrol 2006; 17: 3300-3314. 27. Abrahamson DR, Steenhard BM. Renal therapy by stem cells: outsource or in-house? J Am Soc Nephrol 2006; 17:12-14. 28. Sensebé L, Krampera M, Schrezenmeier H, Bourin P, Giordano R. Mesenchymal stem cells for clinical application. Vox Sang 2010; 98: 93-107. 29. Lee JM, Dedhar S, Kalluri R, Thompson EW. The epithelial-mesenchymal transition: new insights in signaling, development and disease. J Cell Biol 2006; 172: 973-981. 30. Lin G, Garcia M, Ning H, et al. Defining stem and progenitor cells within adipose tissue. Stem Cells Dev 2008; 17:1053-1063. 31. Lin F. Renal repair:role of bone marrow stem cells. Pediatr Nephrol 2008; 23: 851-861. 32. Hayashi M. Development of new therapies, including regeneration of the kidney, for chronic kidney diseases. Clin Exp Nephrol 2006; 10: 99-101. 33. Cantley LG. Adult stem cells in the repair of the injured renal tubule. Nat Clin Pract Nephrol 2005; 1: 22-32. 34. Kuhn NZ, Tuan RS. Regulation of stemness and stem cell niche of mesenchymal stem cells:implications in Tumorigenesis and Metastasis. J Cell Physiol 2010; 222: 268-277. 35. Lotan D, Sheinberg N, Kopolovic J, Dekel B. Expression of SDF-1/CXCR4 in injured human kidneys. Pediatr Nephrol 2008; 23: 71-77. 36. Bussolati B, Hauser PV, Carvalhosa R, Camussi G. Contribution of stem cells to kidney repair. Curr Stem Cell Res Ther 2009; 4: 2-8. 37. LeBleu V, Sugimoto H, Mundel TM, et al. Stem cell therapies benefit Alport syndrome. J Am Soc Nephrol 2009; 20: 2359-2370. 38. Morigi M, Imberti B, Zoja C, et al. Mesenchymal stem cells are renotropic, helping to repair the kidney and improve function in acute renal failure. J Am Soc Nephrol 2004; 15: 1794-1804. 39. Zubko R, Frishman W. Stem cell therapy for the kidney? Am J Ther 2008; 16: 247-256. 40. Salem HK, Thiemermann C. Mesenchymal stromal cells: current understanding and clinical status. Stem Cells 2010; 28 :585-596. 249
Κ. ΤριγΚΑ ΚΑι Συν. Ελληνική Νεφρολογία, 24, 2012 41. Phinney DG, Prockop DJ. Concise review: mesenchymal stem/multipotent stromal cells: the state of transdifferentiation and modes of tissue repair-current views. Stem Cells 2007; 25: 2896-2902. 42. Lin F, Moran A, Igarashi P. Intrarenal cells, not bone marrow-derived cells, are the major source for regeneration in postischemic kidney. J Clin Invest 2005; 115: 1756-1764. 43. Steenhard BM, Isom KS, Cazcarro P, et al. Integration of embryonic stem cells in metanephric kidney organ culture. J Am Soc Nephrol 2005; 16: 1623-1631. 44. Chhabra P, Brayman KL. The use of stem cells in kidney disease. Curr Opin Organ Transplant 2009; 14: 72-78. 45. Perin L, Giuliani S, Jin D, et al. Renal differentiation of amniotic fluid stem cells. Cell Prolif 2007; 40: 936-948. 46. Yamanaka S. Strategies and new developments in the generation of patient-specific pluripotent stem cells. Cell Stem Cell 2007; 1: 39-49. 47. Morizane R, Monkawa T, Itoh H. Differentiation of murine embryonic stem and induced pluripotent stem cells to renal lineage in vitro. Biochem Biophys Res Commun 2009; 390: 1334-1339. 48. Kosinski C, Li VS, Chan AS, et al. Gene expression patterns of human colon tops and basal crypts and BMP antagonists as intestinal stem cell niche factors. Proc Natl Acad Sci U S A 2007; 104: 15418-15423. 49. Razzaque MS. Can patient-specific stem cell therapy enhance renal repair? Nephrol Dial Transplant 2008; 23: 1826-1830. 50. Swetha G, Chandra V, Phadnis S, Bhonde R. Glomerular parietal epithelial cells of adult murine kidney undergo EMT to generate cells with traits of renal progenitors. J Cell Mol Med 2011; 15: 396-413. 51. Becherucci F, Mazzinghi B, Ronconi E, et al. The role of endothelial progenitor cells in acute kidney injury. Blood Purif 2009; 27: 261-270. 52. Goligorsky MS, Kuo MC, Patschan D, Verhaar MC. Endothelial progenitor cells in renal disease. Nephro - logy (Carlton) 2009; 14: 291-297. 53. Prodromidi EI, Poulsom R, Jeffery R, et al. Bone marrowderived cells contribute to podocyte regeneration and amelioration of renal disease in a mouse model of Alport syndrome. Stem Cells 2006; 24: 2448-2455. 54. El Nahas M. Renal remodeling: complex interactions between renal and extra-renal cells. Pediatr Nephrol 2006; 21:1637-1639. 55. Kunter U, Rong S, Boor P, et al. Mesenchymal stem cells prevent progressive experimental renal failure but maldifferentiate into glomerular adipocytes. J Am Soc Nephrol 2007; 18: 1754-1764. 56. Sugimoto H, Mundel TM, Sund M, Xie L, Cosgrove D, Kalluri R. Bone-marrow-derived stem cells repair basement membrane collagen defects and reverse genetic kidney disease. Proc Natl Acad Sci U S A 2006; 103: 7321-7326. 57. Ninichuk V, Gross O, Segerer S, et al. Multipotent mesenchymal stem cells reduce interstitial fibrosis but do not delay progression of chronic kidney disease in collagen4a3-deficient mice. Kidney Int 2006; 70: 121-129. * Παραλαβή 19/9/2011 Έγινε αποδεκτή μετά από τροποποιήσεις στις 22/3/2012 * Received for publication 19/9/2011 Accepted in revised from 22/3/2012 Αλληλογραφία Κωνσταντίνα Τρίγκα γερμανού 115, 26222 Πάτρα Tηλ.: 6974 192118 Fax: 2610 243139 e-mail: ktriga@gmail.com 250