Organoides renais gerados a partir de células progenitoras eritróides de pacientes com doença renal policística autossômica dominante

Abstract

The generation of renal organoids can be a powerful tool for investigate genetic diseases such as autosomal polycystic kidney disease dominant (DRPAD). This methodology basically employs cells adult somatics that are reprogrammed to the embryonic stage, becoming pluripotent. In this study, we used cells in a pioneering way. erythroid (EP) progenitors obtained from the peripheral blood of patients with the DRPAD and from a healthy control individual (CS). PE cells were reprogrammed to derive induced pluripotent stem cells (iPSCs), using an episomal vector. From the iPSCs, the organoids were generated kidneys in 3D culture through the adaptation of the protocol available in literature, which allowed the formation of tubular organoids from the samples from the 3 donors. However, the organoids of patients and CS did not spontaneously form cysts, but after stimulation with the forskolin, cystic formations were observed, through markers specific, in organoids of donors with DRPAD, but not in the organoids of CS, indicating that the predisposition of tubular cells of DRPAD patients to form cysts can be detected very early during embryonic development. Although iPSCs already have been previously established in the DRPAD scenario, the findings of this study showed that renal organoids were successfully generated from a very accessible source (PE) and maintained the predisposition for formation of cystic structures, which can contribute as a new in vitro model capable of recapitulating the very early pathophysiological mechanisms involved in cystogenesis.

A geração de organoides renais pode ser uma ferramenta poderosa para investigar doenças genéticas como a doença renal policística autossômica dominante (DRPAD). Essa metodologia emprega basicamente células somáticas adultas que são reprogramadas para o estágio embrionário, tornando-se pluripotentes. Neste estudo utilizamos de forma pioneira as células progenitoras eritróides (PE) obtidas de sangue periférico de pacientes com a DRPAD e de um indivíduo controle saudável (CS). As células PE foram reprogramadas para derivar células tronco pluripotentes induzidas (iPSCs), usando um vetor epissomal. A partir das iPSCs foram gerados os organoides renais em cultura 3D através da adaptação de protocolo disponível na literatura, o que permitiu a formação dos organoides tubulares a partir das amostras dos 3 doadores. Entretanto, os organoides dos pacientes e do CS não formaram cistos espontaneamente, porém após o estímulo com a forskolina, formações císticas foram observadas, através de marcadores específicos, nos organoides dos doadores com a DRPAD, mas não nos organoides do CS, indicando que a predisposição das células tubulares de pacientes com DRPAD de formar cistos pode ser detectada muito precocemente durante o desenvolvimento embrionário. Embora as iPSCs já tenham sido previamente estabelecidas no cenário da DRPAD, as descobertas deste estudo mostraram que os organoides renais foram gerados com sucesso a partir de fonte muito acessível (PE) e mantiveram a predisposição para a formação de estruturas císticas, podendo contribuir como um novo modelo in vitro capaz de recapitular os mecanismos fisiopatológicos muito precoces envolvidos na cistogênese.