کلیه‌ها یک عملکرد حیاتی در حذف مواد زائد و سموم از خون انجام می‌دهند، اما اینکه چگونه سلول‌های کلیه دقیقاً این مایع را از طریق اندام‌ها منتقل می‌کنند، نمی‌دانیم.
اکنون محققان دانشگاه جانز هاپکینز نیرو‌های مکانیکی عملکرد کلیه را بررسی کرده اند و یک عمل پمپاژ کلیه که قبلا ناشناخته بود، توسط سلول‌های کلیه را یافته اند.
تمام خون موجود در بدن شما ده‌ها بار در روز از کلیه‌ها عبور می‌کند و قبل از اینکه خون تمیز، به جریان خون بازگردد، از طریق لوله‌های کوچک و واحد‌های فیلتر، جریان می‌یابد. اما نیرو‌های مکانیکی مورد نیاز برای از بین بردن این موضوع مشخص نبود - به هر حال، تصور می‌شد که سلول‌های اپیتلیال پوشاننده این لوله‌ها بی‌حرکت هستند.
شان سان، نویسنده مسئول مطالعه جدید، گفت: قوانین اساسی فیزیکی می‌گویند که برای حرکت دادن اشیا به نیرو نیاز دارید.
برای بررسی، محققان جانز هاپکینز این اندام را با استفاده از پمپ کلیه مصنوعی میکرو سیال مدلسازی کردند. در این تنظیم، مایعات از یک میکروکانال، از سلول‌های اپیتلیال کلیه کشت شده و به یک میکروکانال دوم عبور می‌کنند، در حالی که دستگاه فشار مایع را در نواحی مختلف ثبت می‌کند.
این تیم سلول‌های اپیتلیال کلیه را مشاهده کردند که مانند پمپ‌های مایع مکانیکی عمل می‌کردند. آن‌ها به طور فعال یک گرادیان فشار سیال ایجاد کردند که سیال را در جهت خاصی مانند پمپ آب معمولی خانگی هدایت می‌کند.
در آزمایش‌های بعدی، تیم بررسی کردند که چگونه عملکرد این سلول‌ها می‌تواند در موارد بیماری تغییر کند. آن‌ها همان دستگاه را با استفاده از سلول‌های اپیتلیال کلیه بیماران مبتلا به بیماری کلیه پلی کیستیک اتوزومال غالب (ADPKD) آزمایش کردند، اختلالی که باعث تشکیل کیست‌های پر از مایع می‌شود.
سلول‌های بیمار مایع را در جهت مخالف سلول‌های سالم پمپاژ می‌کنند. این پروفیل، فشار لوله‌های کلیه را تغییر داد و شکل آن‌ها را تغییر داد که می‌تواند نقش مهمی در ایجاد کیست داشته باشد.
سپس، محققان دارویی به نام تولواپتان (Tolvaptan) را که برای کند کردن پیشرفت ADPKD استفاده می‌شود، در دستگاه میکروسیال آزمایش کردند تا نحوه عملکرد آن را بررسی کنند. آن‌ها دریافتند که این دارو باعث می‌شود سلول‌ها شار پمپاژ و گرادیان فشار خود را کاهش دهند که رشد کیست‌ها را کند می‌کند.
این تیم می‌گوید این کشف می‌تواند راه کشف دارو‌ها یا درمان‌های بالقوه جدیدی را باز کند، در حالی که دستگاه می‌تواند به عنوان ابزار غربالگری برای ADPKD و سایر بیماری‌ها، در کلیه و سایر اندام‌ها مورد استفاده قرار گیرد.
این تحقیق در مجله نیچر کامیونیکیشنز (Nature Communications) منتشر شده است.
