Desenvolvimento renal embrionário, células-tronco e a origem do tumor de Wilms

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Abstrato:O mamífero adultorimé um órgão de regeneração deficiente que não possui as células-tronco que poderiam reabastecer a homeostase funcional de forma semelhante, por exemplo, à pele ou ao sistema hematopoiético. Ao contrário de um madurorim,o embrionáriorimhospeda pelo menos três tipos de células-tronco específicas da linhagem que dão origem a (a) um ureter e sistema de ductos coletores, (b) néfrons e (c) células mesangiais juntamente com o tecido conjuntivo do estroma. Grande interesse tem sido levantado para essas células progenitoras embrionárias, que normalmente são perdidas antes do nascimento em humanos, mas permanecem como parte dos restos nefrogênicos indiferenciados na pediatria.renalcâncer tumor de Wilms. Aqui, discutimos o entendimento atual derim-regulação específica do progenitor embrionário no ambiente inato do rim em desenvolvimento e os tipos de rupturas em sua regulação equilibrada que levam à formação do tumor de Wilms.

Palavras-chave:rim; organogênese; câncer pediátrico; células-tronco; diferenciação; auto-renovação, Renal

IntroduçãoAs células-tronco formam uma base fundamental não apenas para o desenvolvimento normal e homeostase tecidual, mas também para a tumorigênese. O rim de mamífero adulto é em sua maioria desprovido de células-tronco e, portanto, é considerado um órgão não regenerativo, especialmente quando a regeneração é definida pela capacidade de gerar novos néfrons e recuperar a capacidade de filtração[1]. Ao contrário disso, o rim embrionário hospeda pelo menos três tipos de células-tronco específicas da linhagem (referidas aqui como progenitoras) que dão origem ao ureter e ao sistema de ductos coletores, néfrons e o tecido conjuntivo do estroma.[2,3]. Essas células progenitoras despertaram um interesse substancial para uso em medicina renal baseada em regeneração, mas a segurança da manutenção de células indiferenciadas em rins pós-natais é um tópico significativamente menos discutido.

Uma parte integrante da avaliação de segurança é uma compreensão completa da regulação do progenitor residente no tecido. Os mecanismos que guiam a manutenção e diferenciação de progenitores específicos de tecido são reativados de forma aberrante em muitos cânceres[4]. Isso é especialmente óbvio em tumores derivados de embriões, como tumor de Wilms (WT; Figura 1), meduloblastoma e retinoblastoma.

Os néfrons, as unidades funcionais de filtração dos rins de mamíferos e o estroma renal, são derivados do mesênquima metanéfrico contendo grupos progenitores distintos para ambas as linhagens.[5,6]. O tecido metanéfrico é normalmente perdido antes do nascimento em humanos, mas permanece como parte dos restos nefrogênicos indiferenciados em pacientes com tumor de Wilms.[7,8]. Compreender as diferenças entre progenitores residentes em tecidos normais e células-tronco causadoras de câncer é necessário para preparar o terreno para uma melhor caracterização das transformações que transformam progenitores renais normais em células-tronco tumorais de Wilms. Isso pode ajudar essencialmente a prever o prognóstico individualizado da doença e a quimiossensibilidade do tumor, facilitando assim uma melhor estratificação do paciente e identificação dos pacientes que requerem estratégias de tratamento agressivas[9]. Esta revisão fornece uma visão geralrimdesenvolvimento seguido por um resumo de como os progenitores do ducto coletor e do néfron contribuem para a morfogênese renal normal, a fim de facilitar a compreensão de suas semelhanças e diferenças fundamentais com a biologia do tumor de Wilms.

Figura 1. Nefroblastomatose e tumor de Wilms. (A) Um exemplo do pós-natal humanorimcom restos nefrogênicos (asteriscos) da nefroblastomatose, que são vistos como células azuis mais escuras compactadas norenalcórtex. (B) Um exemplo do ser humanorimcom a morfologia clássica do tumor de Wilms. Assemelha-se a um embriãorimexibindo células blastemais (B), estromais (S) e epiteliais (setas), que, no entanto, não conseguem se organizar em estruturas teciduais típicas.

Tumor de Wilms Os tumores de Wilms (Figura 1) são um dos tumores sólidos mais comuns em crianças com incidência de 1:10,000, geralmente aparecendo antes dos cinco anos de idade. Embora existam boas opções de tratamento para alguns tipos de tumores histológicos e suas taxas de sobrevivência sejam boas, outros tipos, como os tumores anaplásicos de Wilms, ainda têm uma sobrevida 5-de apenas 50%. Portanto, permanece uma clara necessidade clínica para a melhoria das opções terapêuticas do tumor de Wilms; para isso, é essencial uma melhor compreensão básica desses tumores.Como revisado extensivamente em outros lugares[7], Os tumores de Wilms têm intrigado clínicos, patologistas e geneticistas de câncer há muito tempo. Os tumores são o resultado direto de problemas durante o desenvolvimento embrionário dorim,e foi um dos tipos de câncer com base no qual Alfred Knudson desenvolveu seu modelo de dois hits para genes supressores de tumor[10]

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Rim Embrionário RimA morfogênese é um exemplo clássico de interações teciduais recíprocas equilibradas[11-13]. Muito do nosso entendimento básico de como orimdesenvolve deriva do clássico em vídeo Experimentos de recombinação/indução de tecidos em diferentes organismos modelo que são complementados com estudos de inativação de genes in vivo em camundongos[14,15]. Esses experimentos demonstraram que os mamíferosrimderiva do mesoderma intermediário, que dá origem aos três rins espaço-temporalmente distintos chamados pró-, meso- e metanefros.[15—17]. Organogênese do metanefro, o definitivorim,utiliza a morfogênese de ramificação do broto ureteral epitelial (UB) para o crescimento e padronização do futuro órgão, enquanto a diferenciação do néfron ocorre no mesênquima metanéfrico nascente que circunda cada ponta do UB (Figura 2). Cada UB recém-formado é responsável por manter a maioria da população de mesênquima metanéfrico intacta enquanto induz sua subpopulação a sofrer uma transformação gradual de mesênquima em epitélio nas axilas do epitélio do broto T para formar um néfron funcional[18]. A repetição orquestrada deste ciclo de maneira altamente regulada garante a manutenção de todos os tipos de células relevantes até a conclusão dorimorganogênese.RenalO estroma é uma parte da população mesenquimal que cobre o mesênquima formador de néfrons e é fundamental não apenas para a formação de células mesangiais e interstício, mas também participa ativamente na regulação da morfogênese ramificada e na diferenciação adequada dos néfrons e da vasculatura[19—24]. Enquanto a inervação e a formação da rede vascular são características essenciais da funçãorimdesenvolvimento e estudos recentes indicam a presença de precursores endoteliais emrim,esses tópicos não são discutidos aqui (para Sesights, consulte[25-33]).

Figura 2. A ilustração derimlinhagens e suas origens. A ilustração à esquerda mostra uma apresentação esquemática de um embriãorimcom o broto ureteral bifurcado (UB, azul), que é derivado da conversão epitelial do mesoderma intermediário denominado ducto de Wolff. Conforme ilustrado no esquema do meio, o broto ureteral é subdividido em regiões de tronco e ponta, onde as pontas representam células indiferenciadas e os troncos são ocupados por células comprometidas com a diferenciação. Após a maturação do epitélio, as células ductais de conexão diferenciam-se em tipos de células intercaladas e principais especializadas. Mesênquima metanéfrico (MM, verde), que circunda o UB epitelial, as linhagens são representadas à direita. O mesênquima metanéfrico é composto de mesênquima condensado da capa, que contém progenitores de néfrons e células estromais. Os progenitores do néfron no condensado da capa sofrem transição mesênquima-epitélio para iniciar a diferenciação de todos os segmentos do néfron (glomérulo e túbulos segmentados) nas axilas do UB. As células do estroma do MM se diferenciam emrenallinhagens de estroma.

O mesoderma intermediário diferencia-se no ducto epitelial néfrico (Wolffiano) que posteriormente cresce em direção à extremidade posterior do embrião e simultaneamente especifica o mesênquima metanéfrico na parte posterior do embrião.[34]. Após a conexão com a cloaca (futuro seio urogenital), que ocorre no dia embrionário 10,5 (E10,5) em camundongos, a indução dorimocorre quando o ducto néfrico epitelial forma um único broto que cresce no mesênquima metanéfrico adjacente para estabelecer o broto ureteral (UB)[35,36]. Rimdesenvolvimento em humanos começa em torno dos dias gestacionais 28 a 30. Nos últimos dois anos, grandes saltos foram dados na compreensão do tempo detalhado do desenvolvimentorimdiferenciação e seus mecanismos moleculares e morfológicos[37—39]. Esses estudos apoiam a visão anterior estabelecida com base em estudos anteriores que, apesar de algumas diferenças,renaldiferenciação em camundongos e humanos é bem conservada.

É geralmente aceito que apósrimindução, o brotamento e o primeiro evento de ramificação UB são celular e molecularmente distintos dos eventos de ramificação subsequentes, que estão intimamente ligados à nefrogênese.[40,41]. Por exemplo, o ducto néfrico que dá o UB inicial e o próprio UB é composto por um epitélio pseudoestratificado, e o perfil transcricional do mesênquima metanéfrico inicial diverge daquele do mesênquima cap representando a população progenitora de néfrons(https://www.gudmap.org/chaise/record/#2/RNASeq:Replicate/RID=16-2PQ2(acessado em 27 de janeiro de 2021))[42-46]. A formação inicial do UB é seguida pelo alongamento, subsequente alargamento da ponta do UB em uma ampola e, finalmente, bifurcação da ampola em ramos em forma de T.[41]. De alguma forma, embora mecanismos em sua maioria desconhecidos, a formação do primeiro botão T estabelece a maquinaria molecular que é capaz de manter o programa nefrogênico no mesênquima metanéfrico nascente até aproximadamente a semana gestacional 30 a 32 em humanos e os primeiros dias pós-natais em camundongos, ambos os quais estão além da cessação da própria morfogênese ramificada[47-50].

Os principais fatores de transcrição necessários pararimindução incluem Eya1, Hox11 parálogos A e D, Pax2, Sall1, Six1 e Wt1[45,51-55], e suas funções foram extensivamente revisadas em outros lugares[56,57]. Também está bem estabelecido que a ativação simultânea da sinalização do receptor tirosina quinase, especialmente a jusante do fator neurotrófico derivado da linha de células gliais (GDNF), rearranjado durante a transfecção (RET), e do receptor do fator de crescimento de fibroblastos (FGF), juntamente com ações de sinalização de proteínas morfogenéticas ósseas são necessárias para a formação de UB e indução do mesênquima metanéfrico[43,58-60]. Pouco se sabe sobre as relações regulatórias detalhadas entre as vias de sinalização e os fatores de transcrição, mas dos fatores de transcrição mencionados acima, Eya1, os parálogos Hox11, Pax2 e Six1 são necessários para a expressão de Gdnf e, portanto, a ativação da sinalização RET, que por sua vez media seus efeitos por meio de fatores de transcrição Etv4 e -5[43,61-63]. Substancialmente mais trabalho é necessário para mapear os papéis reguladores exatos das vias de sinalização, alvos transcricionais e controle fosfoproteômico de eventos celulares durante o início do processo.rimindução.A morfogênese da ramificação do broto ureteral orquestra a morfogênese embrionáriaRimCrescimento e formação de néfronsApós a primeira bifurcação do UB e estabelecimento do mesênquima metanéfrico, a ramificação continua por 12 ciclos bem-sucedidos para completar 85% dos eventos de ramificação em E16.5, após o qual a fase de alongamento do tronco do UB e a conclusão das gerações finais dos ramos ocorrem antes do nascimento[49,50,64]. Celularmente, a ramificação UB ocorre por proliferação tanto nas pontas quanto nos troncos, com a diferença de que os ciclos celulares são significativamente mais rápidos nas pontas do que nos troncos[63,65]. As divisões celulares na UB empregam um processo único de mitose luminal, onde as células epiteliais se descolam parcialmente da folha epitelial para se dividir no local luminal, seguida pela reinserção das células mãe e filha de volta ao epitélio, algumas células separadas umas das outras.[66]. Tal processo requer extensos movimentos celulares,que são possíveis através da remodelação dinâmica e constante das aderências e do citoesqueleto de actina necessário para o progresso da ramificação normal[42,63,67—69]. Além da proliferação, o alongamento e afinamento do tronco da UB ocorrem por meio de divisões celulares orientadas e rearranjos celulares conhecidos como extensão convergente.[70,71], o que provavelmente continuará a contribuir pararimcrescimento após o nascimento.Uma combinação de modelagem matemática e imagens altamente precisas gerou novas informações que desafiam a visão tradicional do padrão de ramificação UB sendo uma repetição estereotípica de bifurcações dicotômicas com trifurcação ocasional da ponta e eventos de ramificação lateral muito raros observados principalmente em culturasrins [50,72]. Um padrão de ramificação bifásico e dependente do tempo foi recentemente sugerido com base nos achados de que a ramificação rápida e reprodutível durante o iníciorimdesenvolvimento (até E15.5 em camundongos) é seguido por mais eventos de ramificação não estereotípicos mais próximos do nascimento, quando a taxa de novas formações de ponta também é significativamente aumentada[64]. Isto é sugerido para gerar progressivamente variabilidade na estrutura 3D da tomada UB. Existe suporte para assimetria na ramificação UB[73], mas os sinais que contribuem para a desaceleração e eventual cessação da morfogênese da UB permanecem indefinidos.

Populações Progenitoras RenaisO embrionáriorim,ao contrário de sua forma madura, contém células progenitoras que podem montar todo o ducto coletor, o tecido conjuntivo do estroma e todo o néfron com seus segmentos funcionais (Figura2) [43,74,75]. O mesênquima metanéfrico adjacente à ponta UB do fosso, 'mesênquima cap' tertaed, é a fonte de néfrons (progenitores) uma população de células que se auto-renova durante cada rodada de bifurcação da ponta UB e é mantida até o final da gestação em humanos e estágios pós-natais iniciais em camundongos, após os quais essa fonte de novos néfrons é irreversivelmente perdida[13,47,50]. Os progenitores de néfrons, que circundam cada ponta UB, são os mais bem caracterizados.renalpopulação progenitora e são discutidos separadamente na seção designada. As pontas UB hospedam outra população de progenitores embrionários, que é capaz de povoar o sistema de ductos coletores maduros dosrimmas também já está permanentemente perdido no útero. Progenitores estromais auto-renováveis ​​cercam a população de progenitores de néfrons e se diferenciam em iells aesangiais e rrenall ssttrroaall Hneages (Figura 3) [75].

Figura 3. A ilustração do embriãorim/s populações de células-tronco. (A) Apresentação esquemática de diferentesrimcélulas-tronco em seus nichos inatos que estão presentes durante arenalorganogênese. O botão ureteral bifurcado (UB, azul claro) tem duas pontas que hospedam os progenitores do ducto coletor (CDP, retângulos azuis escuros). Imediatamente adjacente ao broto ureteral epitelial estão os progenitores de néfrons (NR círculos vermelhos escuros), que estão localizados no compartimento do mesênquima da capa (CM) do mesênquima metanéfrico (MM, verde). A haste dos progenitores de néfrons depende de sua localização em sua relação com as pontas dos brotos ureterais. Os progenitores de néfrons que estão nas axilas do broto ureteral representam mais progenitores de néfrons comprometidos com a diferenciação (CNP, círculos vermelhos), que podem se deslocar para frente e para trás dos progenitores de néfrons no compartimento do mesênquima da capa (NP, círculos vermelhos escuros). Progenitores de néfrons totalmente comprometidos terminam em agregados peritubulares (PA, bolas roxas), que são as primeiras formas precursoras de néfrons em diferenciação. As células mesenquimais metanéfricas mais corticais (MM, verdes) são as células estromais (S), que também contêm os progenitores estromais (SP, retângulos amarelo-acastanhados) que circundam a camada mais externa dos progenitores dos néfrons. (B) Embrionáriorimno dia 14.5 de

desenvolvimento do camundongo corado com NCAM (vermelho), que marca todas as células progenitoras de néfrons e progenitoras estromais do mesênquima metanéfrico. A coloração CALBINDIN (verde) visualiza o epitélio do broto ureteral. As setas apontam para um limite aproximado do progenitor do néfron ao estroma, os asteriscos marcam as pontas do broto ureteral (verde) onde residem os progenitores do ducto coletor e o PA demarca o agregado pré-tubular. (C) Embrionáriorimno dia 14,5 do desenvolvimento do camundongo corado com SIX2 (rosa), que visualiza especificamente progenitores de néfrons apenas e a calbindina (verde) marca o epitélio do broto ureteral. As setas apontam para os progenitores de néfrons mais corticais, que estão em contato direto com os progenitores estromais circundantes visualizados pela coloração nuclear de Hoechst (azul). Os asteriscos marcam as pontas do broto ureteral (verde) onde residem os progenitores do ducto coletor, o diamante aponta para os progenitores do néfron comprometidos, o PA demarca o agregado pré-tubular e o RV érenalvesícula.

Coletando Progenitores de DutosSabe-se há muito tempo que o GDNF expresso pelos progenitores do néfron no mesênquima metanéfrico é necessário e suficiente para o crescimento de UB do ducto néfrico.[13,76-80]. Mais recentemente, a sinalização RET ativada por GDNF foi demonstrada para coordenar eventos celulares relacionados a comportamentos progenitores do ducto coletor[43]. A identificação de Etv4 e Etv5 como fatores de transcrição que medeiam os efeitos de sinalização GDNF/RET para as células-alvo nas pontas UB, juntamente com experimentos de marcação genética, demonstraram que um número substancial de movimentos celulares ocorre constantemente não apenas nas pontas UB, mas também nas dicas para as regiões do tronco[41,42,61-63,81]. É claro a partir dos experimentos de quimera que as células epiteliais derivadas do tipo selvagem são competentes para preencher as pontas e troncos de UB, enquanto as células com deficiência de sinalização RET falharam em se estabelecer nas pontas. Assim, a sinalização GDNF/RET influencia os movimentos celulares e a posição de uma célula individual em um determinado UB, sugerindo não apenas que a forma como as células se movem dentro do epitélio influencia a morfogênese da ramificação do UB, mas também que a localização da célula dentro do UB influencia muito sua potência .

A sinalização GDNF/RET regula a coleta de progenitores de dutos por meio da atividade MAPK/ERK

Outras informações sobre a função do GNDF na regulação do destino das células UB vieram dos estudos utilizando um modelo de camundongo Gdnf, que não possui a região não traduzida 3' do gene (3'-UTR)[82]. A inserção de um sinal poliA de hormônio de crescimento bovino forte após o códon de parada no locus endógeno Gdnf abole a função 3'UTR normal e resulta na produção excessiva de GDNF endógeno nos níveis de mRNA e proteína (alelo hipermórfico Gdnf). O aumento da expressão é provavelmente devido à falta de sítios de ligação para microRNA e outras proteínas de ligação de RNA que estão normalmente presentes em tais regiões reguladoras.[82,83]. A expressão elevada, mas espacialmente intacta de GDNF nos camundongos mutantes resulta em pontas UB severamente expandidas com troncos curtos que deram origem a ureteres curtos e expandidos com conexões mal posicionadas com a bexiga[84]. A análise de mutantesrinsmostraram que a formação de um UB primário aumentado é pelo menos parcialmente atribuída à mitose transitoriamente aumentada no ducto néfrico caudal em E10.5, o estágio em que a formação do UB primário começa. Depois disso, o índice mitótico das células epiteliais da ponta UB normaliza rapidamente simultaneamente com um surto de apoptose no lúmen UB. Isso pode sugerir que orimtem um mecanismo inerente que tenta reabilitar a morfologia normal em condições patológicas. Experimentos de rastreamento celular revelaram o impedimento da emigração nas células epiteliais das pontas, que ficaram presas nas pontas e não conseguiram povoar e alongar os troncos UB. Isto demonstra que o GDNF suporta a expansão do ducto progenitor colector à medida que as pontas UB permanecem aumentadas devido ao defeito de emigração ao longo da morfogénese do rim.

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Nossos próprios resultados mostram que o GDNF afeta as células progenitoras do ducto coletor através da ativação da proteína quinase ativada por mitógeno (MAPK)/quinase regulada por sinal extracelular (ERK)[84]. Isso é suportado pelos modelos mutantes RET anteriores, onde a ativação MAPK/ERK foi bloqueada[85,86]. Somente a inibição MAPK/ERK, não a inibição PI3K/AKT ou SRC, resgata a morfologia da ponta UB e o comprimento do tronco emrinscom GDNF endogenamente aumentado. Imagens ao vivo do desenvolvimentorinsexpressando um biossensor baseado em transferência de energia de ressonância de fluorescência (FRET) para ERK demonstrou o padrão de ativação dinâmica com heterogeneidade significativa não apenas entre tecidos (pontas UB vs. mesênquima cap), mas também entre populações de células aparentemente homogêneas[87]. A heterogeneidade na ativação de MAPK/ERK é notavelmente óbvia nas pontas UB, onde a ativação de MAPK/ERK alta e baixa é aparentemente espalhada aleatoriamente entre o epitélio, sugerindo um papel para a classificação celular. A inativação genética de MAPK/ERK específica de UB (Hoxb7Cre;Mek1fl/fl;Mek2-/-) mostra um fenótipo completamente oposto às pontas de UB expandidas em Gdnf-hipermórficorins, uma vez que as pontas deficientes em MAPK/ERK permanecem finas e não se expandem em estruturas de ampolas[88]. Isso demonstrou o requisito essencial da ativação de MAPK/ERK para a formação de novos ramos nas pontas de UB, que se alongam, mas raramente mudam a direção de crescimento, resultando em uma árvore UB simplificada erenalhipodisplasia. Molecularmente, a atividade MAPK/ERK parece importante não apenas para a progressão da fase do ciclo celular G-para-S, mas também para as adesões celulares normais mediadas por PAXILINA e E-CADHERINA. Dada a importância de MAPK/ERK e E-CADHERIN em células-tronco embrionárias[89-92], futuros experimentos abordando suas relações regulatórias no contexto derimdesenvolvimento pode fornecer informações interessantes sobre a regulação do ducto progenitor coletor.

Com base na observação de que a ramificação do UB ocorre apenas nas pontas na maioria dos casos e sempre dá origem a novas pontas com potencial semelhante de ramificação, os estudos aqui descritos estabeleceram pela primeira vez a hipótese de que as pontas do UB são diferentes dos troncos. A análise elaborada dos estudos de imagem confirmou então que as pontas do UB são os locais onde reside a população progenitora para os ductos coletores e ureter. Outros estudos genéticos revelaram que a sinalização Notch é necessária para padronizar a distribuição de FOXI1 mais principal e AQP2 mais células intercaladas dentro do ducto coletor maduro, enquanto vários genes adicionais, incluindo pelo menos metiltransferase Dotll, e fatores de transcrição p63 e Tfcp2L1 contribuem para a diferenciação equilibrada de cada tipo de célula[93-100](para uma visão mais detalhada, veja, por exemplo,[101,102]). Resta estudar se a manutenção e perda do ducto progenitor coletor antes do nascimento tem alguma ligação com a topologia de ramificação UB bifásica e dependente do tempo relatada anteriormente[64].

Células progenitoras estromaisorenalestroma é composto pelo interstício, mesângio e pericitos, derivados da população progenitora auto-renovável FOXD1-positivo[103,104]. Os progenitores estromais também se diferenciam em células murais dorimartérias e arteríolas, bem como as células mesangiais do glomérulo, contribuindo significativamente para as funções dos néfrons. Além da regulação transcricional essencial fornecida por pelo menos FoxD1, FoxG1, Gata3 e Pax2, os progenitores estromais são dependentes da sinalização Notch[6,19,105-107]. Em particular, Pax2 parece formar uma fronteira entre os progenitores do néfron e do estroma para reprimir criticamente a identidade do estroma, enquanto a sinalização GATA2 e RBP-J/Notch, independentes uma da outra, são necessárias pararenaldesenvolvimento vascular. Análises transcriptômicas unicelulares mais recentes da linhagem FOXD1 de embriões de camundongos E18.5 mostraram que, nesse estágio, a linhagem pode ser subdividida em 17 agrupamentos separados de células, indicando uma notável heterogeneidade celular com diferentes programas de transcrição conduzindo a expressão gênica nesses agrupamentos[108]. Reanálise de embriões humanos previamente geradosrimdados de uma única célula confirmaram que este não é um fenômeno específico de camundongo, pois mesmo em dados humanos, que não são especificamente selecionados para a linhagem estromal, 13 agrupamentos estromais diferentes podem ser identificados.

Muitos papéis da linhagem estromal são encontrados na comunicação com as outras linhagens. Dados iniciais identificaram um sinal mediado pelo ácido retinóico do estroma para o RET no broto ureteral que controla a ramificação do broto ureteral[22]. Um fenótipo de ramificação, ligado à regulação negativa de Aldh1a2 (um componente essencial da via de síntese do ácido retinóico) e Ret também foi observado no nocaute específico do progenitor estromal de Wt1, embora a ramificação perturbada tenha sido observada apenas em estágios embrionários mais avançados.rins [23], sugerindo que este não é necessariamente o papel dos progenitores do estroma, mas mais dos tipos de células posteriores na linhagem do estroma. Por outro lado, a ablação dos progenitores estromais positivos de Foxd1- resulta em um bloqueio da diferenciação do progenitor de néfrons e, em vez disso, resulta em um mesênquima de tampa expandido por meio da perda de um gene mediado por FAT4-YAP/TAZ sinal que ajusta a resposta Wnt9b nos progenitores de néfrons[109]. Outros dados sugerem que o FAT4 pode sinalizar via DCHS1 em vez de YAP/TAZ, pois o nocaute condicional de Dchs1 nos progenitores do néfron resultou em um aumento comparável do mesênquima da capa, mas também na ramificação reduzida do broto ureteral[110,111]. Esses fenótipos de ramificação são mediados pela interação direta de FAT4 e DCHS1 com RET, com perda de Fat4 resultando em uma cascata RET-GFRA1-GDNF hiperativa[21]. Por fim, a perda mediada por Foxd1-Cre de Sall1 no compartimento estromal resulta em mesênquima cap expandido, potencialmente através do controle direto da expressão Fat4 por SALL1[112]; neste caso, os efeitos sobre o broto ureteral não foram estudados.

É claro que as células da linhagem estromal têm efeitos diretos nas linhagens epitelial (broto ureteral) e nefrogênica, permitindo assim um desenvolvimento coordenado das diferentes linhagens para formar umrim. Se essas funções são executadas pelos próprios progenitores estromais ou por tipos celulares posteriores nesta linhagem ainda não foi determinado, mas a análise detalhada da heterogeneidade desta linhagem discutida acima pode permitir a identificação de novos genes marcadores que podem ser usados ​​como condutores de Cre estudar esses fenótipos com mais detalhes.

Progenitores de néfronsApós o estabelecimento do mesênquima metanéfrico, ele primeiro funciona para criar um ambiente específico para que o UB primário se forme exatamente na posição correta.[113-119]. O mesênquima metanéfrico então promove o início da morfogênese da ramificação do UB, que é necessária para sua própria sobrevivência e organização em um nicho nefrogênico fornecendo células para nefrogênese até a cessação do programa nefrogênico.[5,48,120]. O nicho nefrogênico (Figura 1) é uma estrutura coesa de três a cinco camadas celulares, onde a primeira camada celular interage intimamente com o epitélio UB, e o restante da população é circundado por outros progenitores e células estromais. Imagens ao vivo do nicho fornecem evidências de que os progenitores de néfrons são altamente móveis e interagem ativamente com todos os outros progenitores e podem até pular de um nicho para outro[37,121,122].

Devido à ramificação reiterativa do UB, o nicho nefrogênico enfrenta um desafio morfológico contínuo. Primeiro, a população indiferenciada de progenitores de néfrons, que inicialmente é um nicho uniforme ao redor da ponta UB, precisa se dividir em duas populações distintas após a bifurcação da ponta. Depois disso, as células progenitoras devem permanecer em contato com as pontas recém-geradas e sempre alongadas. A conexão estabelecida pelo subgrupo progenitor de néfrons mais UB adjacente às células da ponta UB é vital para a integridade de todo o nicho. Molecularmente, é mediado pelo menos pela integrina a8 (ITGa8), que é regulada positivamente ao contato e se localiza fortemente nas membranas proximais que tocam o epitélio da ponta onde interage com o ligante NPNT (nefronectina) presente no UB[123,124]. Os progenitores de néfrons expressam inúmeras proteínas de adesão adicionais, por exemplo, NCAM1, CDH2, -11 e CTNND1, que provavelmente contribuem para a coesão de nicho[69,125,126].

O segundo desafio é a segregação celular ativa dentro do nicho nefrogênico, que ocorre apenas para certas células submetidas a sinais de diferenciação no ambiente que está cheio de pistas sobrepostas promovendo simultaneamente tantoauto-renovávele diferenciação. Terceiro, o número total de nichos e seus volumes combinados aumentam no final da organogênese, mas a quantidade de células progenitoras de néfrons em cada nicho individual diminui simultaneamente. Enquanto tudo isso está acontecendo, cada nicho deve sustentar progenitores suficientes por meio de ampla proliferação, embora a duração do ciclo celular aumente ao longo do tempo[48,50,127].

Os progenitores individuais exibem alinhamento colunar e formato celular alongado, com o aparelho de Golgi localizado na metade distal da célula, mas após o descolamento da ponta, os progenitores adotam uma forma mais arredondada, provavelmente refletindo as mudanças dinâmicas em suas adesões celulares.[122,126,128]. No final de sua existência, a localização do progenitor do néfron fica restrita a posições mais laterais à ponta[48], sugerindo uma diminuição do efeito regulatório do UB na organização de nicho. Além disso, sinais claros de envelhecimento progressivo são relatados nos progenitores de néfrons velhos versus jovens, incluindo diferenças na biogênese ribossômica, duração do ciclo celular e composição da matriz extracelular[127].

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Determinantes moleculares de progenitores de néfronsAssim como os progenitores do ducto coletor, os progenitores de néfrons também representam uma população heterogênea. Os progenitores exibem diferenças especialmente em seus comprimentos de ciclo celular e perfis de expressão de, por exemplo, homeobox 2 relacionado ao sine oculis (SIX2) e Cbp/p300-transativador 1 de interação (CITED1), que se associam ao status de diferenciação de qualquer dado progenitor[5,129,130]. Os mecanismos exatos pelos quais os subgrupos progenitores espacialmente distintos são formados precisam de mais investigação, mas parece que os progenitores de néfrons não são expandidos clonalmente, pois cada célula filha é bastante dispersa estocasticamente após as divisões celulares.[50,122,131]. As NPs mais indiferenciadas expressam altos níveis de SIX2 e CITED1 e se auto-renovam lentamente através de um ciclo celular prolongado. Os progenitores comprometidos não expressam mais CITED1 e têm SIX2 menor, ciclam mais rápido e são suscetíveis à indução de néfrons[50,132]. Enquanto o Six2 é necessário para manter os progenitores de néfrons indiferenciados, o Cited1, mesmo na ausência de seu familiar próximo Cited2, parece não ser essencial para os comportamentos dos progenitores[5,133,134].

Relatórios recentes sugerem uma certa flexibilidade no comprometimento de progenitores de néfrons, pois os progenitores que expressam Wnt4 e, portanto, induzidos molecularmente para o caminho de diferenciação, ainda podem escapar das estruturas precursoras de néfrons para se juntar ao nicho indiferenciado[135]. Esses fugitivos se comportam de forma distinta da maioria dos progenitores induzidos, pois regulam negativamente a expressão de Wnt4 e readquiram um perfil de progenitor que é capaz de suportar seu longo prazo.auto-renovávelcapacidade[135,136]. Isso, juntamente com a alta motilidade geral, suporta a visão de redes moleculares complexas na regulação do progenitor de néfrons, onde os níveis de sinalização podem desempenhar papéis maiores do que anteriormente. De fato, mudanças nos níveis de sinalização também foram sugeridas para contribuir para a cessação da nefrogênese, durante a qual os progenitores de néfrons saem do nicho indiferenciado com velocidade acelerada, sem mostrar uma diminuição dramática na proliferação ou aumento na apoptose.[13,47-50,127,137-139]. Esses dados indicam que o pool de progenitores se esgota devido ao aumento da diferenciação, que esgota o nicho do progenitor de néfrons no quarto dia pós-natal em camundongos e durante as últimas semanas gestacionais em humanos.

A manutenção do progenitor do Nephron depende das atividades da via de sinalização clássicaNos últimos vinte anos, a regulação transcricional da manutenção do progenitor do néfron e as pistas indutivas que desencadeiam a diferenciação do progenitor do néfron em direção ao destino do néfron têm sido o foco de pesquisas intensivas.[34,56,140-142]. A maioria das vias de sinalização que estão ativas durante a embriogênese também estão envolvidas na regulação do progenitor de néfrons.[3,18,58,143]. Os papéis distintos das cascatas intracelulares ativadas a jusante das interações ligante-receptor estão prestes a serem revelados.[4,144]. Para o bem desta revisão, vamos nos concentrar nos papéis de WNT/p-catenina, IGF2/FGF, microRNAs e sinalização induzida por mTOR na manutenção e exaustão de progenitores de néfrons.

O Caminho WntExperimentos de indução clássicos e o uso de agonistas/antagonistas químicos demonstraram que a ativação transitória de WNT/p-catenina funciona para induzir progenitores de néfrons residentes no mesênquima cap para sofrer transformação de mesênquima em epitélio e subsequentemente se diferenciar em epitélio de néfron[145-148]. Essa visão é apoiada por estudos iniciais de inativação de genes, que estabeleceram a necessidade de Wnt4 e Wnt9b para diferenciação de néfrons e sugeriram alguma redundância funcional com ativação de NOTCH[149-151]. A ativação de p-catenina (CTNNB1) através de sua estabilização forçada em SIX2-progenitores de néfrons positivos induz a diferenciação de néfrons, mas também foi demonstrado que mantém o pool de progenitores de néfrons indiferenciados através da interação regulatória direta com SIX2 e cooperação com MYC[136,148,152,153]. O nível de ativação do sinal parece ser o determinante chave do resultado celular da via p-catenina/WNT.

Consequentemente, mudanças delicadas nos níveis de atividade de sinalização parecem ditar criticamente a decisão de destino no pool de progenitores de néfrons, pois o Wnt9b também demonstrou apoiar a manutenção do progenitor regulando positivamente a proliferação[154,155]. Outro ligante WNT derivado de UB, Wnt11, é essencial para a manutenção normal de progenitores de néfrons através de sua função de mediar a interação entre progenitores e células de ponta UB[128]. A modulação da atividade de sinalização WNT através das R-espondinas 1 e 3 provavelmente está envolvida na regulação do nível de sinalização, mas os mecanismos exatos ainda precisam ser estudados, pois a inativação das R-espondinas tem apenas um efeito leve na propagação do progenitor[156]. A dominância da via WNT/p-catenina tem sido contestada em estudos que revelam a expressão de NFAT e Ca2 mais componentes de sinalização ao longo da nefrogênese[157-159], mas seus papéis exatos aguardam mais evidências funcionais.

Sinalização do Receptor Tirosina Quinase Induzida por FGFA especificação e sobrevivência da linhagem nefrogênica requer sinalização funcional do FGF[160]. Uma triagem in vitro de ligantes que suportam progenitores de néfrons sugeriu que os FGFs 1,2,9 e 20, bem como o fator de crescimento epidérmico (EGF), que podem exigir função cooperativa com os FGFs, podem promover sua proliferação[161]. Estudos de inativação genética indicam que a sinalização a jusante dos receptores 1/2 de FGF, especificamente induzida por FGF9 e -20, continua sendo crítica para a manutenção deauto-renovávelcomo a inativação dos ligantes Fgf1 e -2 sozinho ou em combinação não afeta os progenitores de néfrons[160,162-164]. Da mesma forma, como mostrado para a linhagem UB, o regulador RTK negativo SPROUTY1 funciona para equilibrar um nível apropriado de sinalização positiva no nicho nefrogênico para controlar a haste progenitora[119,165-168]. Cascatas intracelulares intrínsecas à população evocadas a jusante de FGFRs em progenitores de néfrons incluem MAPK/ERK, MAPK/JNK e PI3K[87,121,169-171]. A inativação específica do progenitor de néfron de MAPK/ERK (Seis2- TGCtg/ plus ;Mek1fl/fl;Mek2-/-) resulta em progenitor prejudicadoauto-renovávele desorganização do nicho progenitor devido à expressão diminuída de PAX2, que é necessária para a manutenção da identidade do progenitor do néfron e a função normal da interação nicho-matriz extracelular mediada por ITGA8-[87,105,123,172]. Juntamente com os defeitos adicionais na progressão da diferenciação de precursores de néfrons, o fenótipo de inativação MAPK/ERK específico do progenitor de néfrons mostra semelhanças com a perda de FGF8/9/20, apoiando sua função essencial como mediador de múltiplas funções de sinalização de FGF que provavelmente levam lugar através do regulamento PAX2[87,160,162].

Perda permanente de progenitores de néfrons encerra o desenvolvimento renalDemonstrou-se que as ações sinérgicas de PI3K não apenas com a sinalização WNT/p-catenina, mas também com a sinalização JNK e FGF9 induzida por BMP garantem a progressão adequada do ciclo celular e o stemness em progenitores de néfrons[121,138,173]. No entanto, as causas moleculares que levam à exaustão final do progenitor do néfron no final da organogênese estão apenas prestes a serem reveladas.

Ablação experimental de néfrons por crioinjúria durante o período pós-natal precoce, quando os progenitores de néfrons ainda estão presentes no camundongorim,indica que progenitores de néfrons adicionais não podem ser recrutados para o local da lesão e apoia a visão de que o número final de néfrons é predeterminado ao nascimento em camundongosrins [174]. Publicações recentes mostram que pelo menos a sinalização SMAD induzida por BMP e atividades de alvo de rapamicina em mamíferos (mTOR) podem estar envolvidas na definição do momento da perda do progenitor de néfrons, enquanto a composição adequada de micro-RNA é claramente necessária para sua depleção final[138,175-177].

Em 2015, o grupo Oxburgh relatou que a inibição química da sinalização BMP/SMAD1/5 por LDN-193189 resulta em hiperplasiarinscom mais néfrons do que em veículos tratadosrins [138]. Apesar da identificação de um nicho progenitor de néfrons sintético capaz de propagação do progenitor, a inibição de BMP não está em uso para culturas de progenitor de néfrons de longo prazo ou em protocolos de diferenciação de células-tronco derivadasrimorganoides[138,178-180].

A redução genética da dosagem do inibidor de mTOR Hamartin (Tsc1) demonstrou manter as células NP um dia a mais do que em camundongos de controle e aumentar a dotação de néfrons em 25 por cento[175]. A manutenção pós-natal mais dramática de progenitores de néfrons foi detectada em camundongos que superexpressam a proteína de ligação ao RNA Lin28, que regula a expressão de uma variedade de genes por ligação direta a mRNAs ou bloqueando o processamento da família Let7-de microRNAs[177]. Assim, a supressão de Let{0}} em si prolonga significativamente a vida útil do progenitor de néfrons e resulta em melhoriasrim funcionalparâmetros[176]. Esses experimentos sugerem que a regulação abolida dos níveis de mRNA e a estabilidade, resultando em um amplo aumento na ativação do gene, podem superar o programa de cessação normal da nefrogênese. Apesar do grande potencial de modulação da regulação do microRNA, esses modelos apresentam tumorigênese direta ou estão associados à ativação aumentada do locus Igf2/H19, que é o oncogene mais proeminente em pediatriarimcâncer conhecido como tumor de Wilms[181,182].

A causa dos tumores de WilmsPor muito tempo, os únicos genes conhecidos por serem mutados ou desregulados em tumores de Wilms foram WT1, IGF2 e genes ligados à sinalização WNT canônica (CTNNB1, WTX/AMER1), mas projetos recentes de sequenciamento em larga escala ampliaram muito o número de genes ligados à tumorigênese de Wilms. Como uma excelente revisão recente sobre a genética dos tumores de Wilms está disponível[183], aqui nos concentramos em alguns temas maiores e suas implicações para a compreensão da biologia dos tumores de Wilms em relação aorimdesenvolvimento.

O primeiro grupo de genes tumorais de Wilms são todos expressos e diretamente envolvidos no controle das células progenitoras de néfrons. Esses genes incluem fatores de transcrição WT1, CTNNB1, SIX1, SIX2, EYA1 e MYCN. Uma conclusão lógica disso seria que a interrupção da biologia normal do NPC é a causa raiz dos tumores de Wilms.

O segundo grupo de genes tumorais de Wilms são os genes processadores de miRNA (miRNAPGs) responsáveis ​​pela biossíntese de miRNAs. Este grupo consiste em DROSHA, DICER, DGCR8, XPO5, TARBP2, LIN28 e DIS3L2. A razão biológica para suas mutações no tumor de Wilms não é clara. É impressionante, no entanto, que mutações em um processo biológico aparentemente tão importante causem um problema de desenvolvimento tão explícito e específico de tecido. Seria interessante ver se as mutações de miRNAPG em tumores de Wilms resultam em alterações em miRNAs específicos ou famílias de miRNA e seus alvos. Em caso afirmativo, isso poderia apontar para papéis específicos para esses miRNAs emrimdesenvolvimento.

O terceiro tema que aparece no grupo de genes tumorais de Wilms envolve as respostas a danos no DNA em geral, ou o reparo de danos no DNA de fita dupla (dsDNA) em particular, como exemplificado por CHEK2, TP53, FANCD1 (BRCA2) e FANCN (PALB2). ) mutações. As mutações nos genes das vias de dano do dsDNA são conhecidas principalmente por estarem envolvidas no câncer de mama e ovário. Tal como acontece com as mutações do miRNAPG, é notável encontrar vários genes nesta via mutados em uma doença de desenvolvimento tão específica como os tumores de Wilms, o que poderia sugerir que o desenvolvimento inicialrim, talvez especificamente os NPCs, tem uma sensibilidade inesperada para a perturbação desse processo.

Não apenas a identificação de genes mutados em tumores de Wilms e seu tipo de célula ou padrões de expressão específicos do estágio podem ser informativos para a compreensão da biologia dos tumores de Wilms, mas as mutações encontradas em genes específicos também podem conter pistas importantes. Em alguns casos, essas correlações genótipo-fenótipo se assemelham a mutações conhecidas de pontos quentes de outros tipos de câncer ou refletem o importante e conhecido controle de aminoácidos, como as mutações encontradas em TP53[184]. Em outros casos, o raciocínio por trás das mutações específicas encontradas nos tumores de Wilms permanece obscuro. Por exemplo, todas as mutações encontradas em SIX1 e SIX2 são mutações Q177R. Isso, por si só, já sugere que não são mutações simples de perda de função, pois a maioria das mutações de perda de função em SIX1 causa síndrome branquiótica (BOS) tipo 3, que é caracterizada por anomalias do segundo arco branquial e malformações da orelha causando perda auditiva, mas sem tumores de Wilms ou outrosrenalanormalidades[185]. SIX1 e SIX2 codificam reguladores transcricionais, e análises adicionais da mutação SIX1-Q177R sugeriram que ela resulta em um relaxamento de sua ligação de DNA específica de sequência e expressão de genes alvo adicionais não ativados pelo tipo selvagem SIX1[184]. Da mesma forma, as mutações em CTNNB1 têm uma preferência surpreendente por uma mutação específica do resíduo de serina[184,186]. A serina 45 é um dos quatro resíduos envolvidos no controle da estabilidade da p-catenina - a proteína codificada pelo CTNNB1 - mas a razão pela qual a serina 45 é preferencialmente atingida no tumor de Wilms e não nos outros três resíduos que são mutados em muitos outros tipos de câncer é não conhecido. Elucidar as razões para tais seleções mutacionais darwinianas específicas em tumores de Wilms não apenas nos ajudará a entender as causas dos tumores de Wilms e talvez fornecer pistas para novas oportunidades terapêuticas, mas também fornecerá pontos de entrada genéticos únicos no mecanismo molecular das proteínas envolvidas em geral e dentrorimdesenvolvimento em particular.

As origens dos tumores de WilmsNem todos os tumores de Wilms são iguais. Diferentes tipos histológicos estão ligados a diferentes genes; algumas mutações podem ser preferencialmente encontradas em combinação com certas outras mutações, e algumas dessas mutações podem ser mutações de iniciação, enquanto outras podem estar envolvidas na progressão do tumor[183]. Análise funcional cuidadosa das mutações específicas encontradas nos tumores de Wilms no contexto de umrim,usando modelos animais e/ou organoides, é essencial para a compreensão da biologia dos tumores de Wilms e suas implicações para a normalidaderimdesenvolvimento.

No entanto, a genética dos tumores de Wilms é apenas parte da história. Outro aspecto essencial é a identificação do tipo de célula ou estágio de desenvolvimento em que as mutações do tumor de Wilms ocorrem e são selecionadas, pois isso fornece a estrutura biológica para a tumorigênese. Muitas linhas de evidência apontam para a ruptura da linhagem nefrogênica como o defeito primário que leva aos tumores de Wilms. Em primeiro lugar, os restos nefrogênicos que se acredita serem lesões precursoras dos tumores de Wilms se assemelham histologicamente aos tipos e estruturas celulares que normalmente são encontrados apenas em células em desenvolvimento.rins [187]. Análises de expressão anteriores identificaram os estágios iniciais da linhagem nefrogênica como a origem dos tumores de Wilms[188]. Um perfil de expressão mais extenso sugeriu que subtipos diferentes e clinicamente distintos podem ser rastreados até diferentes estágios de desenvolvimento da linhagem nefrogênica[189]. Assim, quando mutamos Wt1 em diferentes estágios de desenvolvimento de néfrons em camundongos nocaute condicionais, descobrimos que os padrões de expressão de todo o genoma resultantes se assemelhavam a diferentes subtipos clínicos, com inativação pré-MET de Wt1 resultando em padrões de expressão semelhantes a WT1- tumores mutantes (incluindo sinais de desenvolvimento de tecido ectópico), enquanto a inativação pós-MET se assemelhava a tumores do tipo selvagem WT1-[190]. Tudo isso, juntamente com a identificação de mutações em muitos genes, expressos e essenciais para a linhagem nefrogênica inicial, torna um caso muito forte de que a perturbação dessas células é o defeito primário que inicia a tumorigênese de Wilms. Isso não significa, no entanto, que todo tumor de Wilms tenha o mesmo estágio de desenvolvimento de origem. É muito possível que tumores resultantes de diferentes classes de mutações, como discutido acima, tenham origens de desenvolvimento diferentes, mesmo dentro da linhagem nefrogênica.

Outra maneira de olhar para a origem dos tumores de Wilms é através de suas células-tronco cancerígenas. O laboratório Dekel mostrou que as células-tronco do câncer de tumor de Wilms são definidas pela expressão de NCAM1 em combinação com a atividade para o ensaio AldeFluor™ (STEMCELL Technologies, Colônia, Alemanha). A injeção de apenas 200 células duplamente positivas em camundongos nude foi suficiente para a formação do tumor e pode recapitular toda a complexidade do tumor original[191]. A identificação de marcadores de células-tronco de câncer de tumor de Wilms é importante do ponto de vista terapêutico, pois os autores mostraram que o tratamento de camundongos transplantados com drogas citotóxicas conjugadas a anticorpos NCAM1 poderia erradicar eficientemente os tumores transplantados. Posteriormente, foi demonstrado que a passagem contínua desses xenoenxertos enriquece o componente blastemal do tumor original, que expressa uniformemente SIX2[192]. Isso está de acordo com uma origem de linhagem nefrogênica precoce e sugere que a célula-tronco do câncer de tumor de Wilms é uma versão mutante da célula progenitora de néfrons normal encontrada no mesênquima cap do desenvolvimentorim.

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Atualmente, existem as mesmas ressalvas em relação às diferenças potenciais entre as distintas classes de tumor de Wilms, conforme discutido anteriormente. Estes dependem da mutação inicial exata e também podem se aplicar à origem (ou mesmo existência) das células-tronco do câncer de tumor de Wilms, mas uma melhor compreensão da origem dessas células pode ser um fator importante na compreensão da biologia dos tumores de Wilms. Curiosamente, a possibilidade de fazer organoides a partir de tecidos epiteliais adultos também foi recentemente aplicada aorimpara a geração de 'tubuloides', enquanto o uso de tecido tumoral de Wilms com o mesmo protocolo resultou em 'tumoroids'[193]. Foi demonstrado que os tubulóides derivados de células saudáveisrimtecido de pacientes com tumor de Wilms foram negativos para a expressão de SIX2, enquanto os tumoróides dos mesmos pacientes apresentaram alta expressão de SIX2. Seria interessante ver se uma população de células-tronco de câncer de tumor de Wilms (NCAM plus/Aldefluor plus ou outro) está envolvida na formação desses tumoróides e se essa técnica pode ser utilizada como uma alternativa in vitro para identificar tais células.

Ultimamente, os dados vêm se acumulando para nuançar ainda mais a ideia de que a célula tumoral de Wilms de origem é simplesmente uma célula progenitora de néfrons que pegou uma(s) mutação(ões) iniciadora(s) do tumor de Wilms. Por exemplo, uma análise cuidadosa de amostras de tumor de Wilms para marcadores de diferentesrimtipos de células sugeriram que as células UB também podem ser encontradas nos tumores[194]. O mesmo foi encontrado por Young et al.[195], que compararam dados de RNA-seq de célula única de diferentesrenaltipos de câncer, incluindo tumores de Wilms, para células normaisrins, incluindo embrionáriorim.Isso confirmou a origem do desenvolvimento de tumores de Wilms, mas também identificou expressões gênicas específicas de células UB nos tumores. Igualmente intrigante é a observação de que em modelos de camundongos com ativação oncogênica da p-catenina na linhagem estromal, a linhagem nefrogênica é indiretamente afetada, resultando em um modelo que se assemelha mais aos tumores de Wilms do que quando a ativação foi feita diretamente na linhagem nefrogênica.[196]. Curiosamente, um fenômeno semelhante é observado no trato gastrointestinal, onde mutações em Lkb1 resultam em tumorigênese apenas quando expressas no estroma[197].

Há várias explicações possíveis para essas observações. Uma explicação poderia ser que os tumores de Wilms, ou pelo menos alguns deles, se originam de um estágio de desenvolvimento ainda mais precoce do que se acredita atualmente, como o mesênquima metanéfrico quando alguns dos genes do tumor de Wilms com funções essenciais de controle de NPC já são expressos, e potencialmente até antes a separação das linhagens epiteliais, nefrogênicas e estromais para explicar a inclusão de células do broto ureteral no tumor. Alternativamente, a origem e a causa dos tumores de Wilms podem derivar de uma comunicação perturbada entre as linhagens, em vez de um efeito autônomo de célula da mutação iniciadora. Tais cenários, e outros que podem ser igualmente possíveis, apontam para as dificuldades em tentar deduzir a origem dos tumores de Wilms a partir do produto final, o tumor final. Deve ser lembrado que as mutações que iniciam o tumor de Wilms ocorrem durante um rápido processo de desenvolvimento, e mesmo que todo tumor de Wilms seja "um caso de desenvolvimento interrompido"[198], essa interrupção pode não resultar em um bloqueio imediato. Se as células mutantes não forem bloqueadas imediatamente, não podemos simplesmente supor que elas continuarão se desenvolvendo como normalmente fariam.

A modelagem cuidadosa de diferentes mutações em seu contexto de desenvolvimento normal é necessária para entender completamente de onde os tumores de Wilms estão vindo. Modelos animais serão essenciais para isso, embora sejam tecnicamente desafiadores (como discutido em[7]). Alternativamente, derivados de iPSC humanorimorganoides com aberrações genéticas que imitam aqueles encontrados em tumores de Wilms podem ser úteis, mas resta saber se as condições de cultura controladas projetadas para uma diferenciação de organoides permitem que uma célula com uma mutação do tumor de Wilms faça as mesmas coisas que faria em um realrim. Uma combinação de abordagens in vivo e in vitro/organoides é provavelmente necessária para entender completamente as origens do desenvolvimento dos tumores de Wilms.

ConclusõesO desenvolvimentorimcontinua sendo um modelo importante para estudar muitos aspectos do desenvolvimento de órgãos de mamíferos, e a maioria das vias e processos biológicos são essenciais para o desenvolvimento correto do órgão. Em particular, o controle de células-tronco e progenitoras fornece uma ligação importante entre a biologia básica do desenvolvimento, a medicina regenerativa e a doença. Compreender a biologia dos tumores de Wilms e suas origens não apenas melhorará as opções clínicas de tratamento, mas também fornecerá um sistema experimental natural sobre o comportamento dessas células-tronco duranterimdesenvolvimento.