Vetenskap & Hälsa

Ny kunskap om stamcellsliknande celler i njurarna

2014-02-28
cd133_mitokondrie
Bilden visaren proximal tubuli med en stamcellslik cell i (markerad med en pil). Cellen är positiv för stamcells-markören CD133 och vävnaden är också färgad med en mitokondriemarkör (MTCO2) i grönt. Just den markerade cellen har nästan inga mitokondrier alls. Bild & text: Jennifer Hansson, Lunds universitet

En av våra största folksjukdomar, men ändå bortglömd i många sammanhang. Kostsam vård och mycket lidande för den som drabbas.  Det handlar om njursvikt.

I Malmö pågår angelägen forskning för att förstå njurarnas egen reparation av njurtubuli. I framtiden hoppas forskarna att deras forskningsresultat ska leda till nya möjligheter att behandla och förebygga njursvikt.

Njurtubili bildar tillsammans med en filterstruktur, glomerulus, det cellulära rörsystem i njurarna (nefron) där blodet renas. Varje njure har ungefär en miljon nefron, vilka tillsammans producerar ungefär 200 liter vätska (så kallad primärurin) varje dygn.

Större delen av primärurinen, och de salter och näringsämnen som finns i den, återförs via blodet ut i kroppen. Det som blir kvar, ungefär en och en halv liter urin, förs ut genom rörkanalerna till njurbäckenet och urinvägarna. För detta är njurtubuli en central funktion, men trots detta finns det här några av kroppens mest känsliga celler.

– Det är en perfekt justerad balans som är livsviktig för oss, berättar Martin Johansson. Han är njurpatolog vid Klinisk Patolog inom Region Skånes Labmedicin och forskare vid Institutionen för laboratoriemedicin i Malmö. En allvarlig störning i njurens funktion leder snabbt till störningar i bland annat kroppens pH, kalciumhalt och blodtryck. Om återupptagningsmekanismen i dina njurar skulle sluta att fungera och man inte hinner sätta in dialys, då dör du.

David Lindgren, Jennifer Hansson, Martin Johansson
Från vänster forskarna David Lindgren, Jennifer Hansson och Martin Johansson som är några av de som deltagit i studien som utsetts till månadens vetenskapliga artikel februari 2014 vid Medicinska fakulteten, Lunds universitet.

Kroppen kan själv reparera mindre skador i njurarnas rörsystem

Kronisk njursvikt kan uppkomma som ett resultat av ett stort antal sjukdomar. Folksjukdomar som diabetes och hjärt-kärlsjukdom, men även sjukdomar som orsakar inflammation i njurarna som t.ex. glomerulonefriter, kan ge skador i de känsliga kanalsystemen som renar blodet. Blir skadorna för stora fungerar till slut inte njuren längre, men i ett tidigare skede av sjukdomen finns det sätt för kroppen att reparera skador.

Martin Johanssons forskargrupp har fokuserat på att förstå det system av celler som bygger upp de mikroskopiska kanalerna i njuren, njurtubuli.

– Vi upptäckte för några år sedan en ny celltyp i den del av rörsystemet där den största delen av njurens arbete sker, proximala tubuli, säger Martin Johansson.

Upptäckte ny celltyp i njurtubuli

Det var 2011 som gruppen publicerade ett arbete kring upptäckten av en stamcellsliknande cell i njurarnas rörsystem. Förutom funktionella studier, baserades arbetet på bioinformatikern David Lindgrens kartläggning av genuttrycket hos cellerna i proximala tubuli.

Nu har doktoranden Jennifer Hansson tagit forskningen vidare genom att ytterligare undersöka den nya celltypen. I en nyligen publicerad artikel i den vetenskapliga tidskriften Human Pathology beskrivs forskargruppens senaste rön.

–I de försök vi har gjort har vi sett att de stamcellsliknande cellerna är mycket tåligare och kräver mindre syre än övriga celler i njurarnas rörsystem, säger Jennifer Hansson. Vi tror att detta är skyddsmekanismer som ser till att cellerna klarar njurskador bättre än omgivande celler för att därefter leda läkningen av njurtubuli.

Stamcellsliknande celler tåligare vid syrebrist

njure
Illustration: Dreamstime

Ungefär en fjärdedel av det blod hjärtat pumpar ut i kroppen vid varje hjärtslag, går till njurarna. Detta är grunden för njurarnas reningsfunktion, men behövs även för att förse de energikrävande processerna i njuren med syre och näring.

Malmöforskarna har bland annat sett att de stamcellsliknande njurcellerna har betydligt färre mitokondrier, cellernas energifabriker, jämfört med de omgivande cellerna i njurens rörsystem.

Forskargruppens hypotes är att de stamcellsliknande cellerna har lättare att överleva om det blir syrebrist, t.ex. på grund av hjärtbesvär eller en skada i kroppen som tillfälligt minskar blodflödet till njuren. En cell med färre mitokondrier behöver inte lika mycket syre för att fungera och klarar sig därför bättre.

– Det vi tror händer vid en skada i njuren är att de stamcellsliknande cellerna först plattar ut sig och täpper igen hål som har uppstått i rörsystemet, och därefter börjar dela sig för att bygga upp de delar av tubuli som har förstörts i samband med syrebristen, säger David Lindgren.

– Det stämmer också med vad jag har sett i mina försök där jag odlar celler från njurar som opererats ut från människor med njurcancer, berättar Jennifer Hansson. De stamcellsliknande cellerna i de friska delarna av njurtubuli har en enorm kraft att växa och efter att ha odlat njurceller i laboratoriet i tre dygn kan jag se att i stort sett alla vanliga njurceller har dött utom de stamcellsliknande cellerna.

Hoppas på nya behandlingar i framtiden

Forskarna betonar vikten av att ha ett så nära samarbete med Urologiska kliniken vid Skånes universitetssjukhus, som också är en av Europas största urologiska kliniker.

– Det gör att vi har ett stort antal njurar att studera, både friska och sjuka, berättar Martin Johansson. Det är också en styrka att vi utgår från humant material i vår forskning.

Sammantaget gör detta att Martin Johanssons forskargrupp ligger i framkant i världen när det gäller njurarnas förmåga att reparera sig själva genom stamcellsliknande celler. Det är fortfarande grundforskning, men förhoppningen är att i framtiden kunna få fram kunskap som kan leda till nya behandlingar vid njursvikt.

– Kan vi hitta sätt att hjälpa kroppen att reparera skadade tubuli så att man kan fördröja tidpunkten när dialys sätts in är oerhört mycket vunnet både för patienten och för sjukvården, säger Martin Johansson. Vård av kroniskt njursjuka är den dyraste posten i västerländska vårdbudgetar. Det är oerhört kostsamt och krävande, och än värre är att patienterna lider svårt av njursvikt, även om de får dialys.

 – Man kan också säga att njursjukdomarna är den sista vita fläcken på läkemedelskartan. Det finns nästan ingenting att ta till när njurarnas funktion vacklar. Förutom dialys är det i princip bara kortison som man har att ta till vid en del sjukdomar.

Njursjukdomarna ökar

Idag ökar njursjukdomarna som en följd av våra välfärdssjukdomar. De stora folksjukdomarna som högt blodtryck och diabetes skadar många gånger på sikt också njurarna. Även vid exempelvis thoraxkirurgi drabbas mellan fem och tio procent av patienterna skador i njurarna som kan kräva dialys åtminstone inledningsvis efter operationen.

– Njuren är ett tyst organ som gör att man kanske inte alltid tänker på hur viktigt det är för vår hälsa, avslutar Martin Johansson.

Text: NINA NORDH

Artikeln är utsedd till månadens vetenskapliga artikel februari 2014 vid Medicinska fakulteten, Lunds universitet. Läs mer på Lund Medical Faculty Monthly