Immaġini Il-Mikroċirkolazzjoni Renali fit-terapija taċ-ċelluli

Kuntatt:ali.ma@wecistanche.com

Katerina Apelt et

Zokk Cistanche għall-mard tal-kliewi, ikklikkja hawn biex tikseb il-kampjun

Astratt:

Renaliir-rarefazzjoni mikrovaskulari għandha rwol ċentrali fil-progressivakliewimard. Għalhekk, il-modalitajiet biex tiġi viżwalizzata l-mikroċirkolazzjoni tal-kliewi se jżidu l-fehim tagħna tal-mekkaniżmi tal-mard u konsegwentement jistgħu jipprovdu approċċi ġodda għall-evalwazzjoni tat-terapija bbażata fuq iċ-ċelluli. Bħalissa, madankollu, il-prattika klinika hija nieqsa minn modalitajiet ta' immaġini mhux invażivi, sikuri u effiċjenti biex jimmonitorjaw il-bidliet mikrovaskulari renali maż-żmien f'pazjenti li jbatu minn mard renali. Biex nenfasizzaw l-importanza, aħna niġbru fil-qosor l-għarfien attwali tal-mikroċirkolazzjoni renali u ddiskutejna l-involviment f'mard progressiv tal-kliewi. Barra minn hekk, ħarsa ġenerali tat-tekniki tal-immaġini disponibbli biex tikxef il-morfoloġija, il-funzjoni u l-imġieba mikrovaskulari renali hija ppreżentata bil-benefiċċji u l-limitazzjonijiet assoċjati. Fl-aħħar mill-aħħar, il-ħtieġa li jiġi vvalutat u investigat mard tal-kliewi abbażi ta' qari in vivo b'riżoluzzjoni sa livell kapillari tista' tipprovdi bidla fil-paradigma għad-dijanjosi u t-terapija fil-qasam tal-nefroloġija.

Kliem ewlieni: kliewi; mikroċirkolazzjoni; mikrovaskularirarefazzjoni; terapija taċ-ċelluli; immaġini

1. Introduzzjoni

Il-vaskulatura renali għandha arkitettura anatomikament kumplessa, li tirrifletti l-funzjoni fiżjoloġika unika tagħha [1]. Minkejja l-adattament dinamiku ħafna tan-netwerk mikrovaskulari għal bidliet emodinamiċi, disfunzjoni vaskulari tista 'tkun il-konsegwenza jew saħansitra l-kawża ta'kliewiżvilupp u progressjoni tal-marda [2,3]. Għaldaqstant, disfunzjoni mikrovaskulari tista 'sservi bħala karatteristika bikrija ta' ħsara fibrotika fil-kliewi, li timplika li l-valutazzjoni u l-validazzjoni mhux invażiva tal-arkitettura u l-funzjoni mikrovaskulari renali jkunu titjib kbir biex tiġi vvalutata l-effikaċja tat-terapiji mmirati lejn it-tnaqqis tal-fifibrożi renali.

Fil-prattika klinika, is-severità ta 'kronikukliewimarda (CKD) hija kklassifikata abbażi tar-rata ta’ filtrazzjoni glomerulari (GFR) li tirrifletti ħafif (60–89 mL/min/1.73 m2), moderatament (30–59 mL/min/1.73 m2) jew severament (15–29 mL/ min/1.73 m2 ) naqaskliewifunzjoniibbażata fuq kategoriji predefiniti [4]. Il-progressjoni tal-marda f'CKD avvanzata u mard renali fl-aħħar stadju (ESRD) hija definita mill-okkorrenza ta 'glomerulosclerosis u fibrożi tubulointerstizjali b'GFR ta' inqas minn 15 mL/min/1.73 m2. Diversi studji wrew li l-fenomenu ta 'telf ta' kapillari renali, jiġifieri, rarefazzjoni mikrovaskulari renali, jikkorrelata mill-qrib mas-severità tal-mard tal-kliewi u huwa involut fil-bijoloġija ta 'progressjoni sussegwenti lejn CKD [3,5-7]. Il-formazzjoni tal-fifibrożi renali ġiet enfasizzata bħala karatteristika ċentrali għal tali telf kapillari peritubulari u telf epiteljali renali konsegwenti. Jekk il-mikrovaskulatura tal-kliewi tista 'tiġi protetta jew saħansitra restawrata, l-integrità tat-tessut strutturali tal-kliewi titjieb u l-progressjoni tal-marda tista' tiġi evitata [2,8]. Barra minn hekk, tieqa terapewtika tista' tiġi definita potenzjalment biex tiġi evalwata s-severità tal-korriment qabel ma l-grad ta' ħsara renali jkun irriversibbli. B'mod partikolari, l-użu ta 'terapiji taċ-ċelluli bħal applikazzjonijiet promettenti ta' ċelloli stromali mesenkimali (MSCs) jistgħu jiġu vvalutati u rfinuti għat-trattament ta 'mard vaskulari renali. Madankollu, fehim dettaljat tar-rarefazzjoni mikrovaskulari renali għadu mxekkel min-nuqqas ta 'modalitajiet ta' immaġini li jippermettu monitoraġġ b'riżoluzzjoni għolja u mhux invażiv tal-arkitettura u l-funzjonalità tal-bastimenti.

F'din ir-reviżjoni, aħna nġabru fil-qosor l-għarfien attwali tal-mikrovaskulatura renali u l-mekkaniżmi patoloġiċi li jistgħu jaffettwaw il-mikroċirkolazzjoni. Niddiskutu l-importanza tal-periċiti u nipprovdu għarfien dwar ir-rwol ċentrali tagħhom fil-kawża tal-progressjoni tal-mard tal-kliewi permezz ta' disfunzjoni mikrovaskulari u rarefazzjoni, kif ukoll l-iżvilupp ta'kliewifibrożi. Sussegwentement niddeskrivu żviluppi ġodda fit-tekniki tal-immaġini li jistgħu jimmonitorjaw tali bidliet fil-mikroċirkolazzjoni renali.

2. Il-Vaskulatura Renali

2.1. Iċ-Ċirkolazzjoni tad-Demm Renali

Il-mikrovaskulatura tal-ġisem tal-bniedem tikkonsisti f'arterioli, kapillari, u venules u twettaq l-iskambju ta 'ossiġnu, nutrijenti u metaboliti bejn id-demm u t-tessut tal-madwar [8,9]. Evidentement, il-funzjoni vitali tal-mikroċirkolazzjoni hija regolata sewwa abbażi tal-ħtiġijiet metaboliċi tal-organu. Ir-responsabbiltà ewlenija tal-arterioli hija li tirregola l-fluss tad-demm billi taġġusta r-reżistenza biex tiżgura li l-iskambju vitali fil-livell tal-kapillari jista 'jiġi eżegwit [10]. F'dan ir-rigward, l-adattament kontinwu għad-domanda omeostatika tat-tessut sottostanti huwa prinċipalment dipendenti fuq il-plastiċità dinamika taċ-ċelloli endoteljali. Fl-istess ħin, is-saħħa endoteljali tal-mikroċirkolazzjoni qed tiddependi fuq il-komunikazzjoni interċellulari mill-qrib mal-periċiti li jistabbilizzaw fiżikament il-vini tad-demm, jirregolaw l-anġjoġenesi u jikkontrollaw il-fluss tad-demm [11,12].

Il-kliewi huwa organu vaskulari ħafna li juri karatteristiċi morfoloġiċi u funzjonali uniċi li jirriflettu l-eteroġeneità notevoli tan-netwerk vaskulari tiegħu [1,10]. Id-demm jidħol fil-kliewi permezz tal-arterja tal-kliewi permezz tal-hilum (Figura 1), li jkompli jaqsam b'mod dikotomika fil-pelvi renali f'arterji segmentali u fergħat progressivament fil-livell tal-kaliċi minuri f'arterji interlobari li jinfirxu bejn il-piramidi renali [1,13]. ]. Fil-fruntiera bejn il-kortiċi u l-medulla, l-arterji interlobar jiċċirkolaw fl-arterji arkuati, li jiffurmaw separazzjoni anatomika bejn iż-żewġ kompartimenti tal-kliewi [1]. Fil-kortiċi, l-arterji interlobulari, magħrufa wkoll bħala arterji radiate kortikali jew arterioli penetranti kortikali, jinqalgħu b'mod perpendikulari minn arterji arcuate u jiddiverġu f'arterioli afferenti biex ifornu d-diversi fergħat tas-siġra glomerulari. Skont il-post tal-glomeruli, id-demm iffiltrat jingħaqad fil-plexus kapillari kortikali li jdawwar it-tubuli prossimali u distali jew il-plexus kapillari medullari fil-livell tal-linja ta 'Henle. Fl-aħħarnett, id-demm jitbattal fis-sistema tal-vini li timxi b'mod parallel man-netwerk arterjali li joħroġ mill-kliewi permezz tal-vina interlobulari, arkuata, interlobar, segmentali, u eventwalment il-vina renali eżatt fuq l-ureter. B'mod ġenerali, dan il-mudell vaskulari bażiku huwa ppreservat fil-mammiferi [14,15].

2.2. In-Netwerks Kapillari tal-Kliewi

Il-kumplessità tal-arkitettura tal-mikrovaskulatura renali hija riflessa minn morfoloġija diversa tal-vini tad-demm renali differenti (Figura 2). L-eteroġeneità strutturali u funzjonali tal-endotelju renali u ċ-ċelloli perivaskulari tal-madwar tagħhom imorru mill-qrib id f'id mat-tip ta 'netwerk kapillari [15-17]. Fil-fatt, il-preżenza ta 'diversi sodod kapillari hija karatteristika notevoli li tiżgura filtrazzjoni permezz tan-netwerk kapillari glomerulari, kif ukoll sekrezzjoni u assorbiment mill-ġdid permezz tan-netwerk kapillari peritubulari u n-netwerk kapillari medulari [1,13,14]. Il-mikroċirkolazzjoni kortikali prinċipalment tiżgura r-riassorbiment tal-filtrat glomerulari, filwaqt li l-eskrezzjoni tal-melħ u l-ilma huma regolati b'mod predominanti mill-kompartiment mikrovaskulari medullari [14]. Interessanti, minkejja li l-medulla tagħmel madwar 30 fil-mija tal-massa totali tat-tessut renali, 10 fil-mija biss tal-fluss tad-demm renali totali (RBF) jinkludi din il-parti [10]. Ibbażat fuq il-pożizzjoni anatomika, il-mikroċirkolazzjoni renali tista 'tinqasam f'(i) mikroċirkolazzjoni kortikali; u (ii) mikroċirkolazzjoni medullari [13,14].

Il-mikroċirkolazzjoni kortikali hija fiżikament separata mill-arterji arkuati li jagħtu lok għal arterji interlobulari li aktar fergħat miż-żewġ naħat f'diversi arterioli afferenti biex ifornu n-netwerk kapillari glomerulari [14]. Il-fergħat iseħħu f'angolu differenti skont il-post tal-glomeruli fil-kortiċi. Permezz tal-arterjola afferenti, in-netwerk kapillari glomerulari li jikkonsisti minn 6-8 loops kapillari huwa fornut b'demm li joħroġ permezz tal-artejola efferenti wara li jiġi ffiltrat [10]. Kapillari glomerulari (Figura 2a) huma ffurmati minn endotelju fenestrat irqiq, kontinwu, u l-aktar ċatt li huwa mgħotti minn podoċiti. Iż-żoni fenestrati jistgħu jieħdu sa 20-50 fil-mija tal-wiċċ kollu taċ-ċellula tagħhom [16]. Il-glomeruli kortikali jikkomponu 90 fil-mija tal-glomeruli kollha preżenti fil-kliewi, u għalhekk mhux sorprendenti li l-biċċa l-kbira tal-RBF tgħaddi b'mod predominanti [13]. L-10 fil-mija li jifdal tal-glomeruli kollha jinsabu fil-fruntiera kortiko-medullari u huma akbar fid-daqs. Minbarra d-differenzi fid-daqs tal-glomeruli, id-differenzi strutturali ta 'arterioli afferenti u efferenti li jfornu l-glomeruli kortikali u juxtamedullary jistgħu jiġu spjegati mis-sinifikat biex tiġi ppreservata l-pressjoni kapillari.

Biex tiġi żgurata filtrazzjoni xierqa tad-demm, id-differenza fid-dijametru bejn l-arterioli kortikali afferenti (Figura 2b) u efferenti kortikali (Figura 2c) huma 15 µm kontra 10 µm [13]. Il-pressjoni tad-demm hija rregolata fin-naħa tal-arterioli afferenti permezz tal-mezzi ta 'bidliet fir-reżistenza li jispjegaw l-endotelju kontinwu li huwa mgeżwer minn ċelluli tal-muskoli lixxi (SMCs) [18]. Spezzjoni aktar mill-qrib tal-arteriola afferenti tiżvela l-preżenza ta 'żewġ segmenti vaskulari aktar milli endotelju uniformi tul it-tul kollu tal-bastiment kif komunement jiltaqgħu magħhom. Il-parti prossimali tal-arteriole afferenti hija magħmula minn endotelju mhux permeabbli b'SMCs rranġati sewwa, li huma meħtieġa għall-kontrazzjoni tal-bastiment. B'kuntrast mal-parti distali, li tinsab mill-qrib mal-glomerulus u tikkonsisti f'endotelju permeabbli minħabba l-preżenza ta 'fenestrazzjoni. Interessanti, din il-fenestrazzjoni hija pjuttost karatteristika mhux komuni f'bastimenti bi pressjoni intravaskulari għolja. Barra minn hekk, il-periċiti li jipproduċu renin f'forma ta 'kubu jkebbew il-parti distali tal-arteriola afferenti biex jimmedjaw ir-regolazzjoni tal-pressjoni tad-demm lokali fil-glomerulus [17,19].

Demm iffiltrat joħroġ minn kull glomeruli kortikali permezz tal-arteriola efferenti biex jingħaqad fil-plexus kapillari kortikali dens li jdawwar it-tubuli renali [10]. Minbarra s-sistema kapillari glomerulari, dan it-tieni kompartiment kapillari huwa magħruf bħala s-sistema kapillari peritubulari [16]. Il-kapillari peritubulari (Figura 2d) huma fenestrati u b'ħitan irqaq b'dijametru medju ta' madwar 7 µm [13,15]. Dawk il-kapillari jipprovdu ossiġnu u nutrijenti lit-tubuli li jinsabu fil-kortiċi renali, iżda mhux neċessarjament lil dak li joriġinaw minn [10,15]. Kapillari peritubulari juru endotelju aktar kontinwu, kif ukoll dijametru iżgħar meta mqabbla mal-kapillari medullari tal-vasa recta [13,16]. Fil-mard tal-kliewi, il-ħsara glomerulari finalment se tinfluwenza l-kapillari peritubulari rranġati sekwenzjali 'l isfel, u b'hekk taċċellera l-progressjoni tal-mard renali [10,20].

L-arteriole afferenti juxtamedullary (Figura 2e) għandha dijametru approssimattiv ta '20 µm, filwaqt li l-arteriole efferenti juxtamedullari (Figura 2f) għandha dijametru intern eħxen ta' 20-25 µm [13]. L-arteriola efferenti li toħroġ mill-glomerulus juxtamedullary hija mdawra ħafna b'diversi SMCs. Din id-differenza notevoli fid-dijametru tal-bastiment, kif ukoll żieda fil-muskolarizzazzjoni, qed tqajjem id-dibattitu dwar l-involviment ta 'dan it-tip ta' glomerulus fl-iskemija. Jidher li l-arkitettura vaskulari renali hija organizzata b'ċertu mod biex tippreserva l-medulla minn ħsara iskemika. Hemm l-ipoteżi li l-arterioli afferenti u efferenti tal-glomeruli juxtamedullary jistgħu ma jkunux responsabbli biex jirregolaw il-medullary blood fellow (MBF), iżda dan ikun ukoll f'kontradizzjoni potenzjali mar-rwol tagħhom li jikkontrollaw ir-rata ta 'filtrazzjoni glomerulari [21]. Minflok, jidher li l-vasa recta dixxendenti (DVR) tal-qatet vaskulari li jinsabu fl-istrixxa ta 'ġewwa tal-medulla ta' barra hija responsabbli għall-kontroll tal-MBF li jista 'jispjega n-numru għoli ta' periċiti li jgeżwru dan il-kompartiment tal-bastiment. Id-DVR għalhekk għandu rwol ewlieni fir-regolamentazzjoni fit-tul tal-pressjoni arterjali [13]. L-arterioli efferenti konnessi mal-glomeruli juxtamedullari jgħaddu mill-qatet vaskulari, li jinsabu fl-istrixxa ta 'ġewwa tal-medulla ta' barra jduru fid-DVR. Id-DVR jagħti lok għan-netwerk kapillari medullari li huwa konness mal-vasa recta axxendenti (AVR) [1].

Il-mikroċirkolazzjoni medullari tibda meta l-arterioli efferenti oriġinaw mill-glomeruli juxtamedullary jidħlu aktar fil-fond fit-tessut biex ifornu t-30 fil-mija li jifdal tat-tessut renali magħruf bħala l-medulla [13,14]. Il-medulla ta 'piramida renali waħda hija anatomikament maqsuma f'żewġ partijiet: il-medulla ta' barra li tinsab eżatt taħt il-kortiċi, segwita mill-medulla ta 'ġewwa li tinfirex sal-quċċata tal-parenkima, imsejħa l-papilla. B'mod ġenerali, in-numru ta 'kapillari medullari jiżdied mill-ponta tal-piramida renali. Osservazzjoni aktar mill-qrib tindika li l-medulla ta 'barra tista' tiġi suddiviża aktar fl-istrixxa ta 'barra u l-istrixxa ta' ġewwa vaskularizzata ħafna li fiha l-plexus kapillari dens u l-plexus inter bundle [15]. Il-kapillari inter bundle huma kkaratterizzati minn endotelju fenestrat u huma marbuta mal-vina arkuata [14,22].

Kull arteriola efferenti juxtamedullari tinqasam f'diversi gzuz, magħrufa bħala l-qatet vaskulari, biex jiffurmaw il-fergħat tad-DVR (Figura 2g) li għandhom dijametru akbar meta mqabbla mal-kapillari peritubulari tal-kortiċi [15,23]. Diversi pericytes huma mwaħħla mal-endotelju tad-DVR tal-qatet vaskulari [17]. Interessanti, in-numru ta 'periċiti li jgeżwru l-bastimenti jonqos fid-DVR (Figura 2h) tal-medulla ta' ġewwa [15,17]. Dan l-arranġament morfoloġiku tad-DVR fil-kompartiment tal-medulla ta 'barra u ta' ġewwa jirrifletti l-funzjoni doppja tiegħu [10]. Biex telabora, il-vasokostrizzjoni tad-DVR tidher l-aktar fil-parti prossimali, li tinsab fil-medulla ta 'barra [15]. Fil-parti distali, jiġifieri, il-medulla ta 'ġewwa, madankollu, prinċipalment qed iseħħ skambju ta' elettroliti. Din id-differenza anatomika timplika direttament sottopopolazzjoni distinta ta 'periċiti f'termini ta' dehra morfoloġika u proprjetà funzjonali [15,17].

Fil-fond tal-medulla ta 'ġewwa, diversi fergħat tad-DVR qasmu f'netwerk kapillari kumpless qabel ma jikkonnettjaw mal-AVR sinifikament iżgħar [10]. L-endotelju tad-DVR huwa kontinwu, b'kuntrast maċ-ċelloli endoteljali tal-AVR (Figura 2i), li huma fenestrati ħafna. Eventwalment, id-demm kollu jinġabar mill-AVR, kif ukoll il-kapillari peritubulari tal-plexus kapillari kortikali fis-sistema tal-vini. Ġeneralment, vini tal-kliewi juru ħajt vaskulari estremament irqiq u vini interlobulari, arkuati u interlobari huma fenestrati u fihom dijaframmi. B'mod sorprendenti, vini interlobulari juru b'mod ġenerali xebh akbar mal-kapillari peritubulari milli mal-vini minħabba l-epitelju irqiq u fenestrat ħafna.

Is-segmenti mikrovaskulari renali differenti u d-dehra morfoloġika eleganti tagħhom fuq il-livell taċ-ċelluli jqajmu s-suspett li l-kumplessità eżistenti hija tradotta f'mekkaniżmu ta 'mard saħansitra aktar ikkumplikat. Għalhekk, it-taqsima li ġejja tiffoka fuq il-proċessi sottostanti involuti fil-ħsarat mikrovaskulari renali.

3. Ħsara Mikrovaskulari Renali

3.1. Disfunzjoni Endoteljali

L-endotelju renali huwa l-aktar quiescent taħt kundizzjonijiet fiżjoloġiċi; madankollu, b'reazzjoni għal bidliet mikroambjentali, jiġifieri, shear stress, ipoksja, stress ossidattiv, jew infjammazzjoni, isseħħ l-attivazzjoni taċ-ċelluli endoteljali u jiġu prodotti fatturi ta 'tkabbir anġjoġeniċi [24]. Skont il-grillu, l-attivazzjoni taċ-ċelluli endoteljali tista 'tinduċi fenotip pro-infjammatorju u pro-trombotiku biex tippromwovi l-adeżjoni taċ-ċelluli immuni u l-infiltrazzjoni għall-formazzjoni tal-mikrotrombi. Madankollu, biex tinżamm il-barriera vaskulari għal funzjoni regolatorja vasta xierqa u permeabilità għat-trasport tas-soluti, huwa essenzjali li tirregola sewwa l-istat metaboliku ta 'quiescent, kif ukoll ċelluli endoteljali attivati.

L-integrità tat-tessut u l-funzjoni tal-organi huma prinċipalment dipendenti fuq perfużjoni xierqa tan-netwerk mikrovaskulari [8]. Għalhekk, mhuwiex sorprendenti li ċ-ċelloli endoteljali juru plastiċità għolja biex jiżguraw adattament dinamiku għal bidliet ambjentali billi jaġġustaw in-numru kapillari, il-forma morfoloġika u l-funzjoni [1,2,8]. Perjodu fit-tul ta 'pressjoni tad-demm elevata, madankollu, jikkawża bidliet irriversibbli fil-mikroċirkolazzjoni, li jagħti lok għal ċelluli endoteljali midruba kkaratterizzati minn proprjetajiet ta' adattament indeboliti. Din l-omeostażi mħarbta hija riflessa minn tnaqqis ta’ nitric oxide (NO), fattur li jinduċi l-ipoksja -1 (HIF{-1 ), u fattur tat-tkabbir endoteljali vaskulari (VEGF), flimkien ma’ żieda ta’ fatturi oħra bħal dawn bħala angiostatin, endostatin, u trombospondin [1]. Notevolment, is-suxxettibilità għal disfunzjoni endoteljali fil-kliewi hija diversa u tiddependi fuq it-tip ta 'ċelluli endoteljali li jinsabu fil-kompartimenti differenti tal-mikroċirkolazzjoni renali [16,24]. Biex jiċċaraw il-fenotipi eteroġenji taċ-ċelloli endoteljali renali u r-rispons differenti tagħhom għal bidliet mikrovaskulari, Dumas et al. [25] reċentement ipprovda atlas b'riżoluzzjoni għolja tal-endotelju renali bl-użu ta' sekwenzar tal-RNA ta 'ċellula waħda.

Disfunzjoni endoteljali ħafna drabi sseħħ flimkien ma 'tnaqqis akut u progressiv tal-funzjoni tal-kliewi [24]. Din il-ħsara tikkawża żieda fir-reżistenza vaskulari, li hija akkumpanjata minn tnaqqis fl-RBF [26]. Perjodu fit-tul ta 'vasokostrizzjoni jikkawża perfużjoni inadegwata tat-tessut u attivazzjoni ta' stress u fatturi ta 'tkabbir li jwasslu għal bidliet morfoloġiċi [1]. Skont is-severità u speċjalment it-tul ta 'kull insult partikolari, l-RBF jista' jiġi mibdul b'mod irriversibbli billi jiġu introdotti bidliet strutturali fil-mikroċirkolazzjoni. Dawk il-bidliet morfoloġiċi huma kkawżati minn proċess magħruf bħala remodeling mikrovaskulari. Remodeling mikrovaskulari huwa definit bħala r-rispons għal bidliet funzjonali tal-mikrovaskulatura, li konsegwentement jista 'jikkawża alterazzjoni tal-arkitettura mikrovaskulari fuq livell strutturali fl-aħħar tentattiv biex tintlaħaq omeostasi emodinamika [1,2,8]. Fl-aħħarnett, disfunzjoni endoteljali tista 'tirriżulta f'fenomenu msejjaħ 'no-reflow, fejn il-perfużjoni ma tistax tiġi restawrata, li eventwalment twassal għal ħsara taċ-ċelluli epiteljali tubulari li tirriżulta f'korriment akut tal-kliewi (AKI) [24].

Huwa ta 'importanza kbira li jiġi enfasizzat li disfunzjoni endoteljali mhix biss assoċjata ma' mard tal-kliewi iżda wkoll tmexxi b'mod attiv il-progressjoni tal-marda [24]. Malfunzjoni mikrovaskulari renali hija riflessa minn disfunzjoni endoteljali pprovokata minn ħsara taċ-ċelluli, li tfixkel l-interazzjoni mill-qrib tal-periċiti mas-saff endoteljali u tfixkel il-komunikazzjoni ċellulari.

3.2. Involviment tal-Pericyte f'Ħsara Renali

Karatteristika ċentrali ta 'CKD hija t-telf progressiv tan-netwerk kapillari peritubulari, proċess li jissejjaħ rarefazzjoni [27]. Fifibrożi tubulointerstizjali, kif ukoll epitelju tubulari bil-ħsara, huma preċeduti minn din ir-rarefazzjoni kapillari fil-kliewi [27], filwaqt li din ir-rarefazzjoni mikrovaskulari hija direttament korrelata mas-severità tal-fifibrożi [28,29]. Barra minn hekk, instab li l-firxa tar-rarefazzjoni tbassar il-grad ta 'ħsara interstizjali kif ukoll bidliet fir-rata ta' filtrazzjoni glomerulari f'pazjenti CKD [28]. Dawn is-sejbiet jissuġġerixxu rwol bikri u li jillimita r-rata għad-destabilizzazzjoni / telf mikrovaskulari fl-iżvilupp ta 'CKD u l-patoġenesi tal-fibrożi [30]. L-attivazzjoni kronika taċ-ċelluli endoteljali minn fatturi ta 'riskju kardjovaskulari tista' tikkawża t-telf ta 'periċiti li għandhom rwol kritiku fl-istabbilizzazzjoni u l-proliferazzjoni ta' kapillari permezz ta 'interazzjonijiet ma' ċelloli endoteljali [31]. Tabilħaqq, l-akkumulazzjoni ta' evidenza tindika l-importanza tal-periċiti u l-involviment tagħhom fis-saħħa mikrovaskulari renali [17].

Il-periċiti huma ċelloli murali perivaskulari bi proċessi tawwali li jkopru l-endotelju li huma inkorporati fil-membrana tal-kantina tal-kapillari [32]. Huma ċelluli ta’ oriġini mesenkimali u joħorġu mill-kaxxa Forkhead D1 (FoxD1) flimkien mal-popolazzjoni tal-proġenitur stromali, li wkoll jagħtu lok għal ċelloli murali oħra tal-vaskulatura tal-kliewi inklużi SMCs, fibroblasti residenti, ċelloli renin, u ċelluli mesanġjali [33], filwaqt li ċ-ċelloli endoteljali kollha tal-vaskulatura tal-kliewi joriġinaw minn lewkimja taċ-ċelloli staminali (SCL) flimkien ma' proġenituri [34]. Il-periċiti huma differenti minn fibroblasti residenti (perivaskulari) peress li huma inkorporati fil-membrana tal-kantina vaskulari, iżda l-biċċa l-kbira tal-istudji fil-kliewi ma jiddistingwux bejn periċiti u fibroblasti perivaskulari [31,35], x'aktarx minħabba nuqqas ta 'markaturi speċifiċi. Markers li huma komunement użati biex jidentifikaw il-periċiti jinkludu riċettur tal-fattur tat-tkabbir derivat mill-plejtlets- (PDGFR), chondroitin sulfate proteoglycan NG2, -smooth muscle actin (SMA), cluster of differentiation 73 (CD73), u PDGFR , iżda dawn il-markaturi jidentifikaw differenti ( li jikkoinċidu) sottosettijiet ta 'periċiti lokalizzati għal reġjuni anatomiċi differenti, li jirriflettu l-eteroġeneità ta' din il-popolazzjoni taċ-ċelluli [17] u x'aktarx ukoll l-eteroġeneità funzjonali. Il-periċiti jirregolaw b'mod strett l-iżvilupp vaskulari, l-istabbilizzazzjoni, il-maturazzjoni u r-rimodelli [11] u jikkontrollaw il-fluss tad-demm permezz ta 'vasokostrizzjoni. Il-periċiti huma regolati funzjonalment minn fatturi vażokostrittivi bħal angiotensin II u adenosine triphosphate (ATP), kif ukoll minn fatturi vażodilatorji bħal NO u prostaglandini [17]. Il-maturazzjoni tal-vini tad-demm hija dipendenti fuq ir-reklutaġġ ta 'ċelluli perivaskulari biex jistabbilizzaw il-vaskulatura u jikkontrollaw il-pressjoni tad-demm [12].

Fil-kliewi, il-periċiti qed igeżwru l-partijiet distali tal-arterjoli afferenti tal-glomeruli kortikali u huma prinċipalment preżenti fil-kapillari peritubulari u fil-vasa recta [13,19]. Barra minn hekk, iċ-ċelluli mesanġjali huma subsett (speċjalizzati) ta 'periċiti renali li huma importanti fiż-żamma ta' appoġġ strutturali għall-kapillari glomerulari u jirregolaw l-emodinamika glomerulari. Barra minn hekk, pericytes juxtaglomerular kontrattili li jinsabu fl-arterioli jimmedjaw il-pressjoni tad-demm glomerulari lokali u jaffettwaw il-pressjoni tad-demm sistemika permezz ta 'sekrezzjoni ta' renin [19]. Interessanti, iċ-ċelluli prekursuri tar-renin li huma derivati ​​mill-kompartiment stromali huma spazjotemporalment marbuta mal-iżvilupp tal-vini tad-demm filwaqt li l-formazzjoni tal-fergħat arterjali intweriet li kienet preċeduta mid-dehra ta 'ċelloli li jesprimu renin fil-punt tal-fergħat [33,36]. Barra minn hekk, bl-użu ta 'zebrafish reporter ta' renin transġeniku, intwera li ċ-ċelloli li jesprimu r-renin jippreċedu n-nebbieta anġjoġenika [37]. Fil-kliewi tal-ġurdien adulti, ċelloli ta 'oriġini renin huma osservati wkoll f'postijiet perivaskulari u ko-tebgħa ma' markaturi pericyte (PDGFR /NG2) [38], li jissuġġerixxi rwol possibbilment importanti għal dan is-sottosett fil-manutenzjoni vaskulari.

3.3. Interazzjonijiet ta' Sinjali taċ-Ċellula Endoteljali-Pericyte

Il-periċiti jinteraġixxu maċ-ċelloli endoteljali permezz ta 'numru kbir ta' interazzjonijiet reċiproċi li jirregolaw il-mogħdijiet ta 'sinjalazzjoni meħtieġa għall-istabbilizzazzjoni u n-nebbieta anġjoġenika. Sinjal tal-periċiti lill-endotelju permezz ta' fatturi mnixxija bħal VEGF, PDGF, fattur tat-tkabbir tat-trasformazzjoni- (TGF- ), u angiopoetin-1 (Ang{-1), kif ukoll permezz ta' crosstalk dirett endoteljali-periċiti [39 ]. Bl-istess mod, l-endotelju jindika liċ-ċelluli stromali tal-madwar billi juża fatturi bħal angiopoietin-2 (Ang-2) ​​u PDGF. Ang-2 tinterferixxi b'mod negattiv mas-sinjalazzjoni Ang-1-Medjata Tie-2, li tirriżulta f'tfixkil tal-interazzjoni pericyte-ċellula endoteljali u distabbilizzazzjoni sussegwenti tal-bastimenti u remodeling mikrovaskulari anormali [40,41]. L-importanza kritika tal-interazzjoni bejn iċ-ċelloli stromali perivaskulari u ċ-ċelloli endoteljali fil-manutenzjoni tan-netwerk kapillari hija wkoll evidenzjata minn studji tal-ġrieden, li juru li, meta l-investiment tal-periċiti jiġi mxekkel, in-netwerk kapillari jiġi destabilizzat u sseħħ rarefazzjoni [42]. Pereżempju, l-ipergliċemija żżid l-espressjoni ta' Ang-2 endoteljali u tikkawża li ċ-ċelloli stromali perivaskulari jemigraw lil hinn mill-kapillari [43]. Studji reċenti mil-laboratorju tagħna wrew li kemm fil-firien [44] kif ukoll fil-kliewi tad-donaturi umani [45] iskemija-riperfużjoni korriment iwassal għal elevazzjoni rapida tal-bilanċ Ang-2/Ang-1, li huwa assoċjat b'telf ta 'integrità mikrovaskulari. Barra minn hekk, f'pazjenti bid-dijabete, treġġigħ lura tas-saħħa kapillari u tnaqqis fil-proporzjon Ang-2/Ang{-1 u trombomodulin solubbli (markatur tal-ħsara taċ-ċelluli endoteljali) kien osservat fi żmien 12-il xahar wara trapjant simultanju tal-kliewi u l-frixa [46 ]. Ħdejn il-mogħdijiet ta 'angiopoietin/Tie2 [47], il-crosstalk endoteljali-periċiti huwa rregolat minn mogħdijiet ta' sinjalazzjoni tas-superfamily TGF [48], VEGF [49], u sphingosine-1-phosphate (S1P) [50].

3.4. Pericytes bħala Prekursur tal-Mjofifibroblasts

Mudelli ta 'traċċar ta' nisel ġenetiku murini wrew li pericytes (u ċelluli perivaskulari oħra) huma s-sors ewlieni ta 'myofibroblasts pożittivi -SMA f'mudelli ta' ġrieden ta 'fifibrosis renali [51,52]. Fil-fatt, studju eleganti reċenti li jinvolvi RNA-sequencing b'ċellula waħda identifika tliet sorsi ewlenin ta 'myofibroblasts fil-kliewi umani: (i) NOTCH3 flimkien ma' RGS5 flimkien ma' PDGFR - pericytes; (ii) MEG3 flimkien ma' PDGFR flimkien ma' fibroblasti; u (iii) COLEC11 flimkien ma' CXCL12 flimkien ma' fibroblasts [53]. Waqt id-divrenzjar minn pericyte għal myofibroblast, ġew osservati bidliet fiċ-ċiklu taċ-ċelluli li huma konsistenti mad-divrenzjar u l-espansjoni, u mogħdijiet arrikkit kienu jinkludu sinjalazzjoni kanonika WNT u proteina attivatur-1 (AP-1), kif ukoll attivazzjoni tat-traskrizzjoni fattur 2 (ATF2), PDGFR, integrina, interazzjoni tar-riċetturi ta' matriċi extraċellulari (ECM), u mogħdijiet ta' sinjalazzjoni ta' TGF [53]. Preċedentement intwera li frazzjoni żgħira tal-popolazzjoni taċ-ċelluli PDGFR plus tikkonsisti minn perivaskulari Gli1 flimkien ma 'proġenituri li jimmarkaw popolazzjoni ta' ċelluli perivaskulari simili għal MSC li ntweriet li hija wkoll kontributuri ewlenin għall-fifibrożi tal-organi kkaġunata minn korriment permezz tal-ġenerazzjoni ta 'myofifibroblasts [54] . Barra minn hekk, l-omologu 1 tal-onkoġenu assoċjat mal-glijoma (Gli1) flimkien ma 'telf ta' pericyte intwera li jinduċu rarefazzjoni kapillari u korriment tubulari prossimali [55]. Ta 'min jinnota, peress li l-periċiti kienu preċedentement marbuta u huma relatati mill-qrib ma' MSCs [56], dan iqajjem ukoll il-kwistjoni dwar jekk subsett ta 'periċiti jistgħux ikunu MSCs, u bħala tali jikkontribwixxu għar-riġenerazzjoni tal-kliewi. Fil-fatt, ħafna studji sabu rwol bħal proġenitur multipotenti għall-periċiti f'diversi tessuti [35,57,58].

Meħuda flimkien, ir-rarefazzjoni mikrovaskulari tikkontribwixxi direttament għall-ġabra ta 'myofibroblasts li huma responsabbli għall-ġenerazzjoni eċċessiva ta' proteini ECM li huma l-kostitwent ewlieni tat-tessut taċ-ċikatriċi fil-fibrożi. Barra minn hekk, it-tranżizzjoni minn pericyte għal myofibroblast tikkawża distakkament tal-periċiti mill-ħajt vaskulari, li jirriżulta f'kapillari instabbli li fih innifsu jikkawża rarefazzjoni [52]. Madankollu, l-impatt ewlieni tar-rarefazzjoni fuq il-patoġenesi ta' insuffiċjenza renali kronika huwa kkawżat minn telf fil-perfużjoni tal-kliewi li jkompli jaggrava l-iskemija medullari u jmexxi l-iżvilupp ta' fibrożi interstizjali, li hija medjata mill-espressjoni miżjuda ta' TGF u fattur tat-tkabbir tat-tessut konnettiv. (CTGF) [59]. Għalhekk, ir-rarefazzjoni mikrovaskulari tista 'taħdem tajjeb bħala swiċċ pro-fibrotiku li jillimita r-rata fil-patoġenesi ta' insuffiċjenza renali kronika. Tabilħaqq, terapiji li jimmiraw l-interazzjoni taċ-ċelluli endoteljali-periċiti, eż., immirati lejn is-sinjalar tar-riċetturi PDGFR- jew VEGF, jistgħu jipprevjenu t-tranżizzjoni tal-mijofibroblasti u jillimitaw l-iżvilupp tal-fibrożi [60-62], li juru r-rwol ewlieni tan-netwerk kapillari fil-ħsara fil-kliewi u bħala mira terapewtika potenzjali.

Abbażi ta 'hawn fuq, huwa ċar li l-arkitettura vaskulari kumplessa tal-kliewi tiġġenera kompartimenti perivaskulari multipli, kull wieħed bil-funzjonijiet u r-rekwiżiti speċifiċi tagħhom stess. Għalhekk, hija meħtieġa riċerka futura li tiffoka fuq klassifikazzjoni fil-fond tal-periċiti tal-kliewi billi tikkaratterizza sottopopolazzjonijiet ibbażati fuq il-post, il-morfoloġija taċ-ċelluli u l-funzjoni tagħhom. Bħala tali, modalitajiet ġodda ta' immaġini li għandhom l-għan li jiksbu aċċess għal vini tad-demm ta' daqs żgħir b'mod mhux invażiv jistgħu jipprovdu din l-informazzjoni essenzjali. Kif eżempju fil-qasam tan-newrobijoloġija [12], il-kategorizzazzjoni definita sew ta 'sottotipi differenti ta' pericytes tista 'tipprovdi toroq ġodda għall-iżvilupp ta' terapija mmirata għal malfunzjoni vaskulari.

4. Modalitajiet ta' Immaġini Vaskulari

Mard tal-kliewi differenti jirrifletti mudell karatteristiku ta' alterazzjonijiet ultrastrutturali. Bħala riżultat tal-avvanzi teknoloġiċi fil-qasam tal-immaġini bijomedika, il-mekkaniżmi fiżjoloġiċi u patofiżjoloġiċi renali ġew żvelati matul l-aħħar ftit deċennji [63]. Billi ffukaw fuq bidliet anatomiċi u morfoloġiċi tal-arkitettura tat-tessuti, l-għarfien tagħna dwar il-mard tal-kliewi kiber progressivament li tejjeb id-dijanjostika u pprovda opportunitajiet ta 'trattament innovattivi. Madankollu, l-alterazzjoni dinamika tal-vini tad-demm ġiet prinċipalment injorata minħabba l-isfida li tiġi investigata l-imġieba vaskulari f'esperimenti ta 'serje ta' żmien. Bħala riżultat, hemm ħtieġa medika mhux sodisfatta biex jiġu żviluppati tekniki ta 'immaġini mhux invażivi biex jimmonitorjaw l-emodinamika tal-mikroċirkolazzjoni renali [16].

Ikun interessanti wkoll li r-riżultati ta' l-immaġini jiġu marbuta ma' bijomarkaturi (novelli) fil-qasam tan-nefroloġija vaskulari. Pereżempju, urejna li l-RNAs mhux kodifikanti huma marbuta sewwa mal-ħsara vaskulari [64,65]. Il-kombinazzjoni ta' dawn il-kejl tista' tagħti relazzjonijiet ġodda (kawżali) u possibbiltajiet ġodda għad-dijanjosi. Barra minn hekk, meta modalitajiet ġodda ta' immaġini huma flimkien ma' l-iżvilupp reċenti ta' tekniki bbażati fuq ċellula waħda bħal sekwenzar ta' RNA b'ċellula waħda u traskriptomika spazjali [53,66,67], dan jista' jippermetti analiżi fil-fond bla preċedent tal-kompożizzjoni u d-dinamika. tal-vaskulatura renali. Is-sezzjonijiet li ġejjin jiġbru fil-qosor il-modalitajiet tal-immaġini ex vivo u in vivo diġà disponibbli għall-investigazzjoni tal-aspetti morfoloġiċi u funzjonali tal-mikrovaskulatura renali.

4.1. Ex Vivo

Ħafna mill-għarfien tagħna tal-mikrovaskulatura renali huwa derivat minn analiżi komprensiva ex vivo tal-bijopsiji tat-tessuti. Għaldaqstant, it-terapija bbażata fuq iċ-ċelluli ħafna drabi tiġi evalwata permezz ta 'sezzjoni u tbajja' tat-tessuti. Anki jekk hemm ħafna studji li jinvestigaw l-effett terapewtiku tal-MSCs fuq il-vaskulatura renali [68], ftit gruppi ta’ riċerka ħadu vantaġġ minn modalitajiet ta’ immaġini sofistikati, bħal tomografija mikrokompjuterizzata (micro-CT), biex jevalwaw it-terapija tal-MSC billi jeżaminaw l-arkitettura 3D. tal-vaskulatura renali [69-74].

4.1.1. Tomografija Mikrokompjuterizzata (Mikro-CT)

L-introduzzjoni ta 'tomografija mikrokompjuterizzata (mikro-CT) minn Flannery et al. [75] fl-1987 fetħet toroq ġodda għall-istudju tal-vaskulatura intatta tal-annimali gerriema sabiex tikseb għarfien tal-mekkaniżmi tal-mard b'riżoluzzjoni spazjali għolja. Din il-modalità ex vivo ppermettiet il-viżwalizzazzjoni tal-arkitettura mikrovaskulari renali u l-kwantifikazzjoni tan-numru glomerulari, distribuzzjoni spazjali u volum, li jistgħu jintużaw bħala indikatur għall-istat patofiżjoloġiku tal-organu kollu [76]. Ir-riżoluzzjoni f'kamp viżiv 3D wieħed b'10, 243 voxel ippermettiet il-viżwalizzazzjoni ta 'arterioli afferenti u efferenti, kif ukoll il-kapillari glomerulari tal-kliewi tal-annimali gerriema. Fil-firien, intuża daqs voxel rikostitwit ta’ 21 µm [77] u fil-ħnieżer, il-vaskulatura renali ġiet studjata b’daqs voxel ta’ 40 µm u kamp viżwali tal-iskannjar ta’ 1.2 mm [78]. Avvanzi fi ħdan il-qasam tal-mikro-CT ipprovdew l-opportunità li l-vini tad-demm tan-nephron tal-far jinxtegħlu b'riżoluzzjoni tal-voxel ta' 1 µm f'kamp ta' viżjoni tal-iskan ta' 2 mm [79].

Ibbażat fuq it-teknika ta 'kwantifikazzjoni żviluppata minn Hillman et al. [80] bl-użu ta 'CT konvenzjonali, l-arkitettura tal-bastimenti u l-volum vaskulari f'kompartimenti differenti tat-tessut renali ġew determinati f'konformità ma' studji simili, li evalwaw il-bastimenti renali bbażati fuq sezzjonijiet tat-tessut istoloġiku [77]. Interessanti, bl-applikazzjoni ta 'modalitajiet ta' immaġini bħal mikro-CT, tqajmet l-importanza li jiġu investigati kapillari peritubulari u l-involviment tagħhom f'kundizzjonijiet patoloġiċi minbarra l-mod konvenzjonali ta 'ħsieb dwar ir-rwol tan-netwerk kapillari glomerulari.

Bidliet strutturali bikrija tal-mikrovaskulatura jistgħu jiġu viżwalizzati u skoperti permezz ta 'mikro-CT, u għalhekk mhuwiex sorprendenti li diversi mekkaniżmi molekulari fuq il-livell vaskulari involuti fil-mard tal-kliewi ġew identifikati minn mikro-CT. F'diversi mudelli ta 'mard tal-kliewi, bħal fil-mard tal-kliewi poliċistiku (PKD), ġiet deskritta korrelazzjoni bejn il-patoloġija u mikrovaskulatura mnaqqsa kif determinat minn mikro-CT b'riżoluzzjoni ta' daqs voxel ta '17 µm [81]. Barra minn hekk, żieda fid-densità mikrovaskulari kortikali kienet osservata fl-iperkolesterolemija bħala sinjal bikri ta 'ħsara morfoloġika renali progressiva [78]. Fil-firien b'ligazzjoni kronika tal-kanal tal-bili, instabet ipoperfużjoni kortikali permezz ta' mikro-CT, li jista' jispjega t-tfixkil taż-żamma tal-melħ u l-ilma b'aktar progressjoni tal-marda [82]. Barra minn hekk, fil-kliewi stenotiċi, iż-żieda fl-istress ossidattiv kienet marbuta ma 'rimodelazzjoni mikrovaskulari renali, u possibbiltajiet ta' trattament ġew proposti permezz ta 'intervent antiossidant kroniku [83].

Vantaġġ ewlieni tal-mikro-CT huwa li l-ġeometrija axjali, kif ukoll radjali tas-sistemi vaskulari, jistgħu jiġu definiti [84]. Minbarra l-viżwalizzazzjoni tal-arkitettura vaskulari tal-kliewi fi 3D, id-densità spazjali tal-mikrobastimenti tista 'tiġi apprezzata [78,83], id-densità u d-daqs tal-bastimenti jistgħu jiġu determinati b'dijametru sa 80 µm f'diversi kompartimenti anatomiċi tal-kliewi [77,78,83,85. ], u t-tortużità tal-bastimenti tista' tiġi osservata [83]. Barra minn hekk, il-volum kapillari vaskulari tal-glomeruli, kif ukoll il-kapillari peritubulari jistgħu jiġu distinti u kwantifikati fil-kortiċi [82].

Protokoll ta 'kwantifikazzjoni standardizzat intuża b'mod wiesa' biex jinvestiga l-alterazzjoni mikrovaskulari fi ħdan il-kompartimenti kortiċi u medullari definiti sew fuq livell strutturali sabiex jiġu ddeterminati d-densità u d-dijametru vaskulari [77,82]. Ngo et al. [84] wettaq studju ta 'tqabbil ta' mikro-CT u mikroskopija tad-dawl u kkonkluda li l-kwantifikazzjoni tal-ġeometrija tal-vaskulatura renali miksuba minn mikro-CT hija teknika fattibbli u preċiża. L-uniku valur miżjud tal-immaġni mikroskopika tad-dawl meta mqabbel mal-mikro-CT huwa li jippermetti li ssir distinzjoni bejn l-arterji u l-vini permezz tal-possibbiltà li jiġi viżwalizzat il-ħajt vaskulari. Madankollu, bl-applikazzjoni ta 'mikro-CT, arterji ta' dijametru ta '100 u 60 µm ta' firien u fniek, rispettivament, jistgħu jiġu viżwalizzati fi 3D. Madankollu, vini tad-demm ta’ daqs żgħir iżgħar minn 10 µm ma jistgħux jiġu identifikati sew bil-mikro-CT, u tħeġġeġ il-ħtieġa li terġa’ lura għall-immunoistokimika sabiex jinqabdu anke l-iżgħar kapillari renali [85].

4.1.2. Mikroskopija tal-Fluworexxenza tal-Folja tad-Dawl (LSFM)

Bl-introduzzjoni tal-mikroskopija tal-fluworexxenza tal-folja tad-dawl (LSFM), illum il-ġurnata tista 'tinkiseb immaġini b'riżoluzzjoni għolja ta' volumi kbar f'ammont raġonevoli ta 'żmien [86,87]. Permezz tad-disponibbiltà ta 'LSFM, l-interess inbidel minn tekniki istoloġiċi konvenzjonali applikati b'mod rutina li jinkludu t-taqsima tat-tessut, segwit minn tbajja' tal-mikrovaskulatura, lejn immaġini tat-tessut kollu kemm hu. L-analiżi volumetrika hija favorevoli minħabba li mhux biss parti magħżula tat-tessut hija eżaminata, iżda wkoll il-karattru dinamiku tal-arkitettura u l-imġieba tal-bastiment huwa ppreservat fid-dawl 3D.

Biex tinżamm l-informazzjoni 3D, kampjun bijoloġiku jsir trasparenti permezz ta 'diversi protokolli ta' clearing tat-tessuti ottiċi (OTC) biex jimminimizzaw it-tifrix tad-dawl u l-assorbiment tad-dawl għal aktar tbajja FL fluworexxenti [87]. F'dawn l-aħħar snin, il-metodi OTC kisbu popolarità peress li l-immaġini 3D jipprovdu l-opportunità li jiġu studjati l-organi intatti kienu possibbli minħabba l-avvanzi moderni tal-LSFM. Il-kostruzzjoni ta' organu intatt jew saħansitra annimal sħiħ b'riżoluzzjoni fuq il-livell ċellulari fi 3D tista' tiġi akkwistata fi ftit minuti [88]. B'riżoluzzjoni komparabbli mal-mikroskopija tal-fluworexxenza FL konfokali, LSFM madankollu, għandu proporzjon aħjar tas-sinjal għall-istorbju ta' żewġ ordnijiet, li jnaqqas b'mod drammatiku l-ibbliċjar tal-fluworofori FL u fototossiċi, li jippermetti l-ipproċessar tal-immaġini fuq skala kbira meħtieġ għall-OTC [89]. Vantaġġi addizzjonali huma li n-numru reġistrat ta 'frejms u l-veloċità tar-reġistrazzjoni huma akbar, filwaqt li t-tul tal-immaġini ġenerali huwa ħafna iqsar.

Minn mindu ġiet introdotta l-LSFM, bosta protokolli OTC ġew imtejba u rfinuti għal kampjuni differenti ta 'tessuti u organi derivati ​​minn diversi speċi. Fl-aħħar snin, l-ikklerjar mhux tossiku bbażat fuq is-solvent mill-ethyl cinnamate (ECi) huwa applikat b'mod wiesa 'għal kliewi murini ċari [88,90,91]. Dan il-protokoll jieħu inqas ħin, bħal pereżempju protokolli pijunieri CLARITY (immaġini riġidi ibridizzati bl-akrilamide skambjati bil-lipidi ċari), CUBIC (immaġini ċari u mhux ostakolati għall-immaġini tal-moħħ/ġisem u analiżi komputazzjonali), u/jew DISCO (immaġini tridimensjonali ta’ organi mneħħa bis-solvent), iżda joffri clearing relattivament raġonevoli tal-kliewi b'ammont baxx ta 'awtofluworexxenza xellug. Xogħol notevoli twettaq minn Ertürk u l-kollegi [92], li kklerjaw b'suċċess kilwa umana sħiħa permezz ta 'approċċ ġdid ta' permeabilizzazzjoni tat-tessuti msejjaħ SHANEL (ikklerjar u tikkettjar effiċjenti ta 'organi umani medjati minn miċelli żgħar). Iż-żona tal-kortiċi ġiet determinata li għandha dimensjonijiet ta 'madwar 2742 ± 665 mm (medja ± SD) li kien fihom kapillari glomerulari b'dijametru ta' 221 ± 37 mm, u l-arteriola afferenti kellha dijametru ta '71 ± 28 mm. Barra minn hekk, qafas sofistikat ħafna bbażat fuq tagħlim profond għall-kwantifikazzjoni tal-vaskulatura newronali wara OTC, imsejjaħ VesSAP (segmentazzjoni tal-bastimenti u pipeline ta 'analiżi), ġie żviluppat fil-qasam tan-newroxjenza [93].

Minkejja l-fatt li nkiseb ħafna progress kbir fil-qasam tal-OTC f'dawn l-aħħar snin, għad fadal xi żvantaġġi peress li l-espressjoni ta 'fluworofori FL endoġeni fil-biċċa l-kbira mhix ippreservata b'mod sodisfaċenti li tillimita l-użu ta' annimali transġeniċi. Madankollu, tħassib ewlieni huwa li d-daqs morfoloġiku tat-tessut u konsegwentement tal-vaskulatura jinbidel mis-solventi ħarxa meħtieġa għall-OTC. Barra minn hekk, l-ammont kbir ta’ dejta prodotta minn LSFM jibqa’ sfida, mhux biss għall-ħażna u l-immaniġġjar xierqa tad-dejta iżda wkoll għall-analiżi kwantitattiva [87].

Fil-qosor, vantaġġ wieħed importanti tal-applikazzjoni ta 'tekniki bħall-mikro-CT jew SFM huwa li d-distribuzzjoni tal-bastiment spazjali tista' tinqabad u r-rarefazzjoni strutturali tan-netwerk vaskulari hija identifikata b'riżoluzzjoni xierqa biex tistampa kważi l-istrutturi kapillari renali kollha. Madankollu, iż-żewġ tekniki jeħtieġu fissazzjoni u għalhekk jistgħu jsiru biss ex vivo. Biex timmonitorja l-alterazzjonijiet morfoloġiċi u funzjonali tal-mikrovaskulatura renali, huma mixtieqa strateġiji ta 'immaġini ta' ħin in vivo.

4.2. In Vivo

L-applikazzjoni ta' modalitajiet ta' immaġini in vivo toffri l-opportunità li tiġi evalwata t-terapija bbażata fuq iċ-ċelluli f'ħin reali u jiġu vvalidati l-effetti terapewtiċi possibbli fuq il-livell vaskulari. B'konsegwenza ta' dan, l-avvanzi fil-qasam tal-immaġini bijomedika in vivo qed jagħmlu pressjoni biex jiġu studjati l-effetti bbażati fuq l-MSC fuq il-vaskulatura renali. Idejn mimlija studji biss applikat immaġini in vivo biex teżamina l-azzjoni MSC, bl-użu ta 'mikroskopija multifoton (MPM) [94], CT [95,96], u immaġini ta' reżonanza manjetika (MRI) [95-97].

4.2.1. Mikroskopija Multifoton (MPM)

Il-mikroskopija multifoton (MPM) tiddependi fuq l-assorbiment simultanju ta' żewġ fotoni jew aktar biss fil-pjan fokali, li sar disponibbli fl-1995 [98]. Proċessi dinamiċi jistgħu jiġu viżwalizzati in vivo fil-livell ċellulari, u, minbarra l-istudju tal-fluss tad-demm vaskulari renali [63], MPM joffri l-opportunità li jimmonitorja diversi segmenti mikrovaskulari renali f'ħin reali. Ir-riżoluzzjoni għolja tippermetti l-viżwalizzazzjoni tal-arterjoli afferenti u efferenti u tal-kapillari glomerulari. Anke jekk huwa teknikament possibbli li wieħed jaċċessa l-mikroċirkolazzjoni medullari, xorta waħda tibqa' sfida minħabba l-fond tal-penetrazzjoni [98]. Madankollu, huwa fattibbli li jiġi viżwalizzat glomerulus kollu b'dijametru approssimattiv ta '100 µm u li tikseb aċċess għal proċessi dinamiċi fil-livell ċellulari.

Importanti, it-tnixxija mikrovaskulari in vivo tista 'tiġi viżwalizzata u kkwantifikata permezz ta' estravasazzjoni blu ta 'Evans fil-kliewi fibrotiċi minn MPM [99]. In-numru ta' kapillari mxerrda ġie kkwantifikat u d-dijametru ġie determinat ferm taħt l-10 µm. Riċentement, il-grupp ta 'riċerka tagħna applika MPM biex jipprovdi evidenza in vivo li organoids tal-kliewi derivati ​​minn ċelluli staminali pluripotenti (hPSC) iffurmaw konnessjoni funzjonali mal-vaskulatura renali pre-eżistenti fil-ġrieden wara trapjant subkapsulari renali [100,101].

Il-vantaġġi ta 'MPM huma l-assenza ta' fluworexxenza FL barra mill-fokus u photobleaching ristrett fir-reġjun fokali [98]. Madankollu, wieħed mill-iżvantaġġi huwa l-fond limitat tal-immaġini li jeħtieġ l-applikazzjoni ta 'tieqa tal-immaġini addominali għall-aċċess għall-vaskulatura renali in vivo [102,103]. Din it-tieqa addominali tippermetti immaġni in vivo għal diversi ġimgħat sa xahar; madankollu, l-inserzjoni ta 'tali tieqa ta' immaġini teħtieġ kirurġija invażiva u hija assoċjata ma 'ċans ta' infjammazzjoni. Barra minn hekk, it-twieqi tal-immaġini kultant jintilfu u tista’ sseħħ nekrożi tat-tessut [102]. Ovvjament, din il-modalità ta 'l-immaġini ma tistax tittraduċi għall-prattika klinika.

Alternattiva interessanti biex timmonitorja l-fluss tad-demm kapillari b'mod mhux invażiv mal-komodina hija miksuba mill-introduzzjoni ta 'mikroskopija vitali li tinżamm fl-idejn (HVM) fil-prattika klinika [104]. Anke jekk din il-modalità tal-immaġini hija bbażata fuq teknoloġija kompletament differenti, jiġifieri, mikroskopji bil-vidjo tal-kamp skur sidestream u inċidentali, toffri valutazzjoni f'ħin reali ta' kapillari li jinsabu superfiċjali. Algoritmi kliniċi ġodda implimentati, magħrufa bħala pakketti tas-software MicroTools jippermettu analiżi awtomatizzata ta' immaġini mikrovaskulari tad-densità totali u mxerrda tal-bastiment għall-aċċess għall-anġjoġenesi, dilatazzjoni/kostrizzjoni tal-bastimenti, u bilanċ tal-fluwidu, kif ukoll kapaċità ta' kunsinna tal-ossiġnu bbażata fuq ematokrit kapillari u veloċità tal-eritroċiti [105] ]. Madankollu, biex tistudja l-mikrovaskulatura renali, dawk il-modalitajiet mhumiex adattati minħabba l-fond ta 'penetrazzjoni limitat tagħhom.

4.2.2. Tomografija Kompjuterata (CT)

Modalitajiet ta' immaġini mhux invażivi li kapaċi jimmonitorjaw u jikkwantifikaw alterazzjonijiet morfoloġiċi u funzjonali tal-mikrovaskulatura renali huma mitluba ħafna biex jiddeterminaw ir-rwol tal-mikrovaskulatura fil-progressjoni tal-marda għal CKD. Anki jekk relazzjoni kawżali bejn ir-rarefazzjoni kapillari u l-progressjoni tal-fibrożi renali ġiet rikonoxxuta għal ħafna snin, Ehling et al. [3] kienu l-ewwel li wettqu analiżi kwalitattiva u kwantitattiva mhux invażiva ta 'alterazzjonijiet vaskulari anatomiċi u funzjonali matul il-progressjoni ta' CKD. Tnaqqis progressiv tal-volum tad-demm tal-kliewi ġie osservat b'mikro-CT imtejjeb b'kuntrast in vivo fi tliet mudelli murini b'fifibrożi progressiva tal-kliewi, jiġifieri, korriment ta 'iskemija-riperfużjoni (IRI), ostruzzjoni ureteral unilaterali, u ġrieden Alport. Minbarra bidliet funzjonali tal-mikrovażi, it-telf vaskulari peritubulari kkorrelata mal-formazzjoni ta 'tessut fibrotiku fit-tliet mudelli tal-ġurdien CKD. Madankollu, biex tinkiseb informazzjoni dwar il-punti tal-fergħat, id-dijametru tal-bastiment u t-tortuosità, kienet meħtieġa mikro-CT ex vivo, li tindika l-ħtieġa għal teknoloġiji emerġenti tal-immaġini bijomediċi li jipprovdu aċċess għal microvessels in vivo b'riżoluzzjoni qrib iċ-ċellulari.

Vantaġġ ewlieni tat-CT huwa li l-viżwalizzazzjoni tal-vaskulatura renali tinkiseb fi ftit minuti b'riżoluzzjoni raġonevoli, li tipprovdi informazzjoni 3D dwar l-organizzazzjoni vaskulari. Bl-użu ta' aġenti ta' kuntrast ibbażati fuq il-jodju, il-kuntrast jittejjeb u tinkiseb rappreżentazzjoni saħansitra aktar dettaljata tal-mikrovaskulatura. Riċentement, valutazzjoni kwalitattiva u kwantitattiva permezz ta 'mikro-CT ta' kliewi murini f'kundizzjonijiet fiżjoloġiċi u patoloġiċi ġiet irfinuta permezz ta 'perfusing b'aċidu fosfotungstiku (PTA) biex ittejjeb il-kuntrast fil-vini tad-demm [106]. Anki jekk il-limitazzjoni li l-arterji u l-vini ma setgħux jiġu distinti b'mod ċar minn xulxin, ir-riżoluzzjoni b'daqs ta 'voxel ta' 40 µm in vivo u daqs ta 'voxel ta' 12.5 µm ex vivo qabdet l-organizzazzjoni sal-livell ta 'vini tad-demm arcuate.

Żvantaġġ kbir ieħor ta 'l-użu ta' CT biex jimmonitorja l-mard tal-kliewi huwa, madankollu, il-ħtieġa li jiġu utilizzati aġenti ta 'kuntrast radjografiċi jodjati. Dawn l-aġenti tal-kuntrast huma magħrufa li jikkawżaw nefrotossiċità, li hija kontra-indikazzjoni għall-applikazzjoni klinika f'pazjenti b'indeboliment renali pre-eżistenti [107-109]. L-indeboliment akut tal-kliewi minħabba l-aġent ta' kuntrast amministrat ibiddel l-emodiniċi tal-kliewi u jikkawża ipoksja medullari li hija partikolarment mhux mixtieqa meta tiġi investigata r-rarefazzjoni mikrovaskulari renali. Bl-istess mod, aġenti ta 'kuntrast ibbażati fuq il-gadolinju utilizzati b'mod wiesa' fl-MRI huma eliminati mill-kliewi u jidhru li jikkawżaw indeboliment renali [110].

4.2.3. Immaġini ta' Reżonanza Manjetika (MRI)

L-MRI ġiet introdotta fil-prattika klinika fis-snin 80 u immedjatament saret waħda mit-tekniki tal-immaġini l-aktar użati [111]. L-MRI hija modalità ta 'immaġini mhux invażiva u mhux jonizzanti li tapplika kamp manjetiku qawwi u bl-użu tal-alterazzjoni tal-aġent ta' kuntrast T1 u T2, il-proprjetajiet ta 'rilassament tad-demm jistgħu jiġu skoperti. Barra minn hekk, l-anġjografija tar-reżonanza manjetika (MRA) tara l-arkitettura vaskulari ta 'annimali żgħar billi tuża aġent ta' kuntrast ibbażat fuq il-gadolinju. Madankollu, żvantaġġ kbir ta 'MRA huwa l-użu diffiċli tal-aġent ta' kuntrast meħtieġ. Fortunatament, il-perfużjoni tal-kliewi tista' tiġi determinata bi u mingħajr il-ħtieġa ta' aġenti ta' kuntrast li joffru kemm benefiċċji kif ukoll limitazzjonijiet [112].

Mingħajr l-użu ta 'aġent ta' kuntrast, it-tikkettjar spin jieħu vantaġġ mill-ilma endoġenu bħala traċċatur diffużibbli li jagħmilha possibbli biss li tiġi kkwantifikata l-perfużjoni fil-kortiċi renali peress li l-ħin ta 'transitu medullari huwa twil wisq biex jinqabad. Barra minn hekk, biex jiġi ddeterminat il-fluss tad-demm renali, jitkejlu fażijiet ta 'spins tul direzzjoni waħda, li jimplika l-ħtieġa għal pjan ta' immaġini perpendikulari lejn l-arterji ta 'interess biex jinkiseb kejl preċiż [112]. Għalhekk, mhuwiex sorprendenti li din it-teknika tipprovdi sfida kbira meta niġu għall-viżwalizzazzjoni tal-arterji renali, biex ma nsemmux il-kapillari kortikali żgħar.

Il-funzjonalità tal-bastiment tista 'tiġi ddeterminata billi tikkwantifika l-RBF permezz ta' perfużjoni MR u timmonitorja l-istat ta 'ossiġenazzjoni b'immaġini ta' kuntrast dipendenti fuq il-livell ta 'ossiġenu tad-demm (BOLD) [112,113]. Madankollu, il-limitazzjoni ewlenija tal-MRI funzjonali hija li jinkisbu riżultati affidabbli u riproduċibbli f'organi li huma affettwati minn movimenti respiratorji, li jinkludu l-kliewi, anke jekk hija inqas suxxettibbli għall-artifacts tal-moviment meta mqabbla mal-fwied jew il-musrana [112]. Minkejja l-fatt li studji ta 'fattibbiltà mwettqin bl-MRI funzjonali ta' 1.5 Tesla pprovdew wegħda kbira meta titwettaq kwantifikazzjoni għaqlija tal-voxel [114], anormalitajiet tal-perfużjoni setgħu jinstabu biss f'żoni patoloġiċi li jqajmu l-mistoqsija dwar jekk alterazzjoni vaskulari minuri hijiex se tinkixef biżżejjed. Bl-introduzzjoni ta' skaner tal-MRI b'qawwa ta' kamp manjetiku ta' 3.0 Tesla, il-proporzjon tas-sinjal għall-istorbju tjieb bil-kbir [115,116], madankollu, ir-riżoluzzjoni miksuba tibqa' kwistjoni.

Ir-riżoluzzjoni pprovduta mill-MRI tiddependi prinċipalment fuq is-saħħa tal-kamp manjetiku u tista 'tiġi ottimizzata għal kwalunkwe kamp manjetiku partikolari billi tadatta s-sekwenzi tal-polz [111]. Ir-riżoluzzjoni spazjali hija prinċipalment limitata mill-proporzjon tas-sinjal għall-ħoss li jeħtieġ ħin ta 'akkwist rapidu u ġeneralment tikseb riżoluzzjoni ta' 3 × 4 mm fid-daqs tal-pixel [117]. Anke meta jiġi applikat kamp manjetiku għoli ta’ 7 Tesla, l-aħjar riżoluzzjoni li wieħed jista’ jikseb b’BOLD hija ta’ madwar 500 µm. Minbarra r-riżoluzzjoni mhux sodisfaċenti u l-limitazzjoni biex jiġu viżwalizzati l-aktar proċessi dinamiċi, żvantaġġ kbir ieħor huwa li l-MRI hija marbuta ma 'spejjeż għoljin u teħtieġ faċilitajiet u manutenzjoni speċjali.

4.2.4. Ultrasound

Avvanzi fl-ultrasound introduċew bidla fil-paradigma għal monitoraġġ mhux invażiv ta 'alterazzjoni mikrovaskulari renali strutturali u funzjonali u fetħu toroq ġodda biex jesploraw bastimenti żgħar b'sistema portabbli bi prezz relattivament baxx. F'mudell tal-far ta 'iskemija akuta kkawżata minn ipoperfużjoni severa għal 1 siegħa, il-fluss tad-demm tal-kliewi ġie evalwat f'ħin reali bl-użu ta' ultrasound Doppler tal-kulur u tal-mewġ pulsat (PW) [118]. L-immaġini Doppler bil-kulur żvelat ukoll id-diffikultà biex jiġu viżwalizzati l-arterji arcuate minħabba d-daqs relattivament żgħir tagħhom u l-ippożizzjonar perpendikulari tas-sonda biex jaqbad il-fluss tal-arterja meħtieġ għall-kalkolu tal-veloċità tad-demm u l-applikazzjoni tal-korrezzjoni tal-angolu Doppler. Madankollu, il-veloċità tad-demm setgħet tiġi kkalkulata biss fl-arterji intra-renali, jiġifieri, arterji segmentali, interlobar, u arkuate. Għaldaqstant, l-informazzjoni dwar il-mikroċirkolazzjoni ma setgħetx tinkiseb minħabba l-limitazzjoni tar-riżoluzzjoni pprovduta mill-ultrasound konvenzjonali.

Bl-introduzzjoni ta 'teknoloġija ultrasound Doppler ultraveloċi, riżoluzzjoni akbar tista' tinkiseb permezz ta 'trażmissjoni ta' mewġ mhux iffukat li qed tibgħat diversi mewġ sinkroniku b'rata ta 'frejms għolja simultanjament f'qasam wieħed sħiħ ta' vista, aktar milli skanjar linja għal kull linja permezz tal-applikazzjoni ta ' trażmissjoni tar-raġġ iffukat [119]. Din it-trażmissjoni tal-mewġ pjan hija l-kunċett fundamentali wara l-immaġini ultrasound Doppler ultraveloċi u tagħmilha possibbli li jinstabu bastimenti kortikali ta 'kilwa umana trapjantata b'dijametru taħt 1 mm [120]. Barra minn hekk, ultrasound Doppler ultraveloċi jipprovdi teknika in vivo favorevoli ħafna biex tissorvelja r-rarefazzjoni mikrovaskulari renali fi studji prekliniċi (Figura 3A). Minkejja l-avvanzi tal-ultrasound Doppler ultraveloċi, l-aċċess għal livell kapillari għadu jiddependi fuq l-użu ta 'aġenti mtejba bil-kuntrast [121]. Madankollu, m'hemm l-ebda tħassib dwar is-sigurtà li jissemma meta jintuża aġent imtejjeb b'kuntrast għall-ultrasound Doppler, partikolarment meta mqabbel ma 'aġenti ta' kuntrast CT u MRI li spiss juru nefrotossiċità [122]. Madankollu, riżoluzzjoni inkredibbli tal-vaskulatura tal-kliewi murina tista 'titwettaq in vivo (Figura 3B).

Il-mikroskopija tal-lokalizzazzjoni tal-ultrasound (ULM) solviet il-kompromess bejn ir-riżoluzzjoni spazjali u l-fond tal-penetrazzjoni billi, minn naħa, applikat ultrasound imaging Doppler ultraveloċi, u, min-naħa l-oħra, għamel użu minn aġenti tal-kuntrast tal-ultrasound f'forma ta' mikrobżieżaq mimlija bil-gass. [121,123,124]. Fost l-oħrajn, Errico et al. [123] ippropona l-ULM biex jagħti immaġni ta' mikrobastimenti kranjali b'dijametru ta' 10 µm fuq il-fond kollu tal-moħħ tal-marieni li huwa ta' madwar 10 mm ħxuna. F'pubblikazzjoni riċenti, Demené et al. [125] jistgħu jaqbdu d-dinamika tal-fluss tad-demm ċerebrovaskulari fil-livell mikroskopiku fil-fond fil-moħħ tal-bniedem billi jsegwu mikrobżieżaq injettati ġol-vini individwalment biex itejbu l-immaġini ta 'super-riżoluzzjoni u jippermettu riżoluzzjoni vaskulari sa 25 µm. Biex tikseb ħakma fuq din il-kisba aqwa, huwa kruċjali li wieħed isemmi li l-ebda modalità oħra ta 'l-immaġini mhux invażivi ma tista' tara l-mikrovaskulatura in vivo taħt skala millimetrika. Biex tintlaħaq din ir-riżoluzzjoni spazjali notevoli in vivo, kien hemm żewġ sfidi kbar biex jingħelbu: l-aberrazzjoni tal-kranju u l-artifacts tal-moviment. Anki jekk l-applikazzjoni ta 'ULM għal organi addominali bħall-kliewi mhix imfixkla mill-aberrazzjoni ta' strutturi tal-għadam, l-artifacts tal-moviment jirrappreżentaw diffikultà kbira. Madankollu, studji reċenti in vivo ipprovdew b'suċċess l-ewwel tentattivi biex tixbiha l-vaskulatura renali mill-ULM [5,126,127].

Kompartimenti vaskulari differenti fi ħdan il-kliewi tal-firien setgħu jiġu distinti, u, bl-applikazzjoni tal-mikrobużżieqa, ir-riżoluzzjoni żdiedet biex jiġu viżwalizzati l-qatet irqaq tal-bastimenti tal-vasa recta li huma separati b'distanza ta '400 µm minn xulxin [5]. Barra minn hekk, il-veloċità assjali tad-demm, jiġifieri taħt 2 mm/s, assoċjata mal-fluss tal-mikrobastimenti tal-kliewi ġiet stmata billi nttraċċaw mikrobżieżaq injettati b'dijametru ta' 1 µm li jistgħu jilħqu dijametru tal-bastiment iżgħar minn 20 µm. Kanzunetta et al. [127] ħadet immaġni tal-mikrovażi kortikali renali tal-fniek u setgħu jisseparaw b'mod ċar il-bastimenti in vivo b'dijametru ta '76 µm. Għalkemm il-moviment respiratorju jista 'jiġi kkoreġut, l-artifacts tal-moviment 'il barra mill-pjan jibqgħu ta' sfida u impossibbli li jiġu kkoreġuti peress li l-informazzjoni tal-immaġini ma setgħetx tinkiseb kompletament [5].

Riċentement, il-progressjoni AKI-to-CKD ġiet studjata permezz ta 'ultrasound Doppler ultraveloċi mtejjeb b'kuntrast f'mudell tal-ġurdien ta' IRI unilaterali [6]. Permezz tal-injezzjoni ta' mikrobżieżaq, ġew identifikati vini żgħar tal-kliewi ta' 32 µm u ġew ikkwantifikati bidliet vaskulari fil-kliewi, jiġifieri, volum tad-demm renali, densità vaskulari, u tortuosità. Id-densità vaskulari tal-kortiċi u l-junction kortikomedullari miksuba bl-ultrasound waqt immaġini in vivo kienet taqbel mal-kwantifikazzjoni miksuba wara immunostaining CD31 li hija rikonoxxuta bħala standard tad-deheb fil-bijoloġija vaskulari. Dan huwa konformi ma studju ieħor, magħmul minn Cao et al. [128], li wera li s-severità tal-AKI tista 'tiġi ddeterminata permezz ta' ultrasound imtejjeb b'kuntrast permezz ta 'injezzjoni ta' microbubble. Il-kejl tal-perfużjoni renali in vivo huwa korrelatat mill-qrib ma' ħsara fil-kliewi determinata fuq il-livell istoloġiku.

Skont dawk l-istudji tal-ultrasound, Hueper et al. [7] qabel issuġġerixxa li l-perfużjoni tal-kliewi tista' tbassar il-progressjoni ta' AKI għal CKD determinata mill-MRI.

Immaġini ultrasoniku mtejba bil-mikrobubble tal-vaskulatura renali diġà twettqet b'suċċess fil-bnedmin biex tiddetermina l-perfużjoni mikrovaskulari renali u wriet perspettivi kbar għad-dijanjosi [129-133]. Interessanti, din il-modalità ta 'l-immaġini ġiet applikata fit-trapjant tal-kliewi biex tiddetermina l-istatus ta' perfużjoni ta 'allografts tal-kliewi li jistgħu jipprovdu qari mhux invażiv adattat biex ibassar rifjut akut [134]. Minbarra d-dipendenza tal-operatur li tista 'tirrappreżenta limitazzjoni meta tuża l-ultrasound, is-saħħa tal-qbil bejn l-osservaturi kienet għolja ħafna bejn żewġ qarrejja li tirrifletti fattibilità kbira meta tapplika fl-ambjent kliniku [132]. Minħabba l-portabbiltà u l-applikazzjoni personalizzata sempliċi li tiffranka l-ħin, l-ultrasound b'mikrobubbles imsaħħa b'kuntrast jipprovdi perspettivi kbar għall-evalwazzjoni tal-mikrovaskulatura renali fil-prattika klinika, speċjalment f'pazjenti ICU [135]. Din it-teknoloġija toffri għalhekk wegħda kbira għat-traduzzjoni fil-prattika klinika wara li tikkontrolla b'suċċess il-korrezzjoni tal-artifacts tal-moviment addominali għal traċċar robust tal-mikrobużżieqa bi preċiżjoni għolja.

5. Konklużjonijiet u Perspettivi

L-eteroġeneità impressjonanti tal-arkitettura vaskulari renali tirrifletti d-diversità funzjonali kumplessa u l-kompartimentalizzazzjoni tagħha, b'konsegwenza loġika li l-istudju tal-alterazzjoni u r-rarefazzjoni mikrovaskulari jeħtieġ modalitajiet ta 'immaġini sofistikati. L-iżvilupp, l-applikazzjoni u t-titjib ta 'modalitajiet ta' immaġini in vivo għall-istudju tal-mard vaskulari tal-kliewi se jipprovdu fehim akbar tal-azzjoni ta 'terapiji taċ-ċelluli bħal MSC fuq il-livell vaskulari u jistgħu jispjegaw bijomarkaturi speċifiċi li jistgħu jiġu mmonitorjati matul il-progressjoni tal-marda.

Referenzi

1. Chade, AR Struttura vaskulari renali u rarefaction. Kompr. Physiol. 2013, 3, 817–831. [CrossRef] [PubMed]

2. Chade, Bastimenti Żgħar AR, Rwol Kbir: Mikroċirkolazzjoni Renali u Progressjoni ta' Korriment Renali. Pressjoni għolja 2017, 69, 551–563. [CrossRef] [PubMed]

3. Ehling, J.; Bábícková, J.; Gremse, F.; Klinkhammer, BM; Baetke, S.; Knochel, R.; Kiessling, F.; Floege, J.; Lammers, T.; Boor, P. Immaġini ta 'tomografija mikro-komputata kwantitattiva ta' disfunzjoni vaskulari f'mard progressiv tal-kliewi. J. Am. Soc. Nephrol. 2016, 27, 520–532. [CrossRef] [PubMed]

4. Chen, TK; Knicely, DH; Grammi, ME Dijanjosi u Ġestjoni tal-Mard Kronika tal-Kliewi: Reviżjoni. Physiol. Imġiba. 2019, 322, 1294–1304. [CrossRef] [PubMed]

5. Foiret, J.; Zhang, H.; Ilovitsh, T.; Mahakian, L.; Tam, S.; Ferrara, KW Mikroskopija tal-lokalizzazzjoni tal-ultrasound biex tixbiha u tevalwa l-mikrovaskulatura f'kilwa tal-far. Sci. Rep 2017, 7, 13662. [CrossRef] [PubMed]

6. Chen, Q.; Yu, J.; Rush, BM; Stocker, SD; Tan, RJ; Kim, K. Kidney Int. 2020, 98, 355–365. [CrossRef] [PubMed]

7. Hueper, K.; Gutberlet, M.; Rong, S.; Hartung, D.; Mengel, M.; Lu, X.; Haller, H.; Wacker, F.; Meier, M.; Gueler, F. Korriment Akut tal-Kliewi: Tikkettar ta 'Spin Arterial biex Tissorvelja Indeboliment tal-Perfużjoni Renali fil-Ġrieden-Tqabbil ma' Riżultati Istopatoloġiċi u Funzjoni Renali. Radjoloġija 2014, 270, 117–24. [CrossRef]

8. Levy, BI; Schifrin, EL; Mourad, JJ; Agostini, D.; Vicaut, E.; Safar, ME; Struijker-Boudier, HA Perfużjoni indebolita tat-tessuti patoloġija komuni għall-ipertensjoni, l-obeżità u d-dijabete mellitus. Ċirkolazzjoni 2008, 118, 968–976. [CrossRef]

9. Karmeliet, P.; Jain, RK Mekkaniżmi molekulari u applikazzjonijiet kliniċi ta 'anġjoġenesi. Natura 2011, 473, 298–307. [CrossRef]

10. Molema, G.; Aird, WC Eteroġeneità Vaskulari fil-Kliewi. Semin. Nephrol. 2012, 32, 145–155. [CrossRef]

11. Armulik, A.; Abramson, A.; Betsholtz, C. Interazzjonijiet endoteljali/periċiti. Ċirk. Riż. 2005, 97, 512–523. 03.16652.d7. [CrossRef]

12. Attwell, D.; Mishra, A.; Hall, CN; O'Farrell, FM; Dalkara, T. X'inhu pericyte? J. Cereb. Fluss tad-Demm Metab. 2016, 36, 451–5. [CrossRef]

13. Evans, RG; Eppel, GA; Anderson, WP; Denton, KM Mekkaniżmi sottostanti għall-kontroll differenzjali tal-fluss tad-demm fil-medulla renali u l-kortiċi. J. Hypertens. 2004, 22, 1439–1451. [CrossRef]

14. Pallone, TL; Silldorff, EP; Turner, MR Fluss tad-demm intrarenali: Anatomia mikrovaskulari u r-regolamentazzjoni tal-perfużjoni medullari. Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. 1998, 25, 383–392. doi:10.1111/j.1440-1681.1998.tb02220.x. [CrossRef]

15. Pallone, TL; Edwards, A.; Mattson, DL Ċirkolazzjoni medullari renali. Kompr. Physiol. 2012, 2, 97–140. [CrossRef] [PubMed]

16. Guerci, P.; Ergin, B.; Ince, C. Il-makro-u mikroċirkolazzjoni tal-kliewi. L-Aħjar Prattika. Riż. Clin. Anestesju. 2017, 31, 315–329. [CrossRef]

17. Shaw, I.; Rider, S.; Mullins, J.; Hughes, J.; Péault, B. Pericytes fil-vaskulatura renali: Rwoli fis-saħħa u l-mard. Nat. Dun Nephrol. 2018, 14, 521–534. [CrossRef]

18. Rosivall, L.; Peti-Peterdi, JJ Eteroġeneità ta 'l-arteriola afferenti—Korrelazzjonijiet bejn il-morfoloġija u l-funzjoni. Nephrol. Ċempel. Trapjant. 2006, 21, 2703–2707. [CrossRef]

19. Stefanska, A.; Kenyon, C.; Christian, HC; Buckley, C.; Shaw, I.; Mullins, JJ; Péault, B. Il-periċiti tal-kliewi tal-bniedem jipproduċu renin. Kidney Int. 2016, 90, 1251–1261. [CrossRef]

20. Schlondorff, DO Ħarsa ġenerali lejn il-fatturi li jikkontribwixxu għall-patofiżjoloġija ta' mard renali progressiv. Kidney Int. 2008, 74, 860–866. [CrossRef]

21. Pallone, TL; Zhang, Z.; Rhinehart, K. Fiżjoloġija tal-mikroċirkolazzjoni medullari renali. Em. J. Physiol. Ren. Physiol. 2003, 284, F253–66. [CrossRef] [PubMed]

22. Pallone, TL Kumpless qatet vaskulari, riġlejn axxendenti ħoxna, u akkwaporini: Tgħasir il-medulla ta 'barra. Em. J. Physiol. Ren. Physiol. 2014, 306, 505–506. [CrossRef] [PubMed]

23. Zimmerhackl, BL; Robertson, CR; Jamison, RL Il-mikroċirkolazzjoni medullari. Kidney Int. 1987, 31, 641–647. [CrossRef] [PubMed]

24. Dumas, SJ; Meta, E.; Borri, M.; Luo, Y.; Li, X.; Rabelink, TJ; Carmeliet, P. Diversità fenotipika u metabolika. Nat. Dun Nephrol. 2021, 1–24. [CrossRef]

25. Dumas, SJ; García-Caballero, M.; Carmeliet, P. Firem Metaboliċi ta’ Fenotipi Endoteljali Distinti. Xejriet Endocrinol. Metab. 2020, 31, 580–595. [CrossRef]

26. Jourde-Chiche, N.; Fakhouri, F.; Dou, L.; Bellini, J.; Burley, S.; Format, M.; Jarrot, PA; Kaplanski, G.; Le Quintrec, M.; Pernin, V.; et al. Struttura u funzjoni tal-endotelju fis-saħħa u l-mard tal-kliewi. Nat. Dun Nephrol. 2019, 15, 87–108. [CrossRef]

27. Twil, DA; Norman, JT; Fine, LG Ir-restawr tal-mikrovaskulatura renali biex jikkura mard kroniku tal-kliewi. Nat. Dun Nephrol. 2012, 8, 244–250. [CrossRef]

28. Choi, YJ; Chakraborty, S.; Nguyen, V.; Nguyen, C.; Kim, BK; Shim, SI; Suki, WN; Truong, LD Telf kapillari peritubulari huwa assoċjat ma 'ħsara tubulointerstizjali kronika fil-kliewi tal-bniedem: Espressjoni mibdula tal-fattur tat-tkabbir endoteljali vaskulari. Hum. Pathol. 2000, 31, 1491–1497. [CrossRef]

29. Ishii, Y.; Sawada, T.; Kubota, K.; Fuchinoue, S.; Teraoka, S.; Shimizu, A. Korriment u telf progressiv ta 'kapillari peritubulari fl-iżvilupp ta' nefropatija kronika ta 'allograft. Kidney Int. 2005, 67, 321–332. [CrossRef]

30. Serón, D.; Alexopoulos, E.; Raftery, MJ; Hartley, B.; Cameron, JS Numru ta' cross-sections kapillari interstizjali evalwati minn antikorpi monoklonali: Relazzjoni mal-ħsara interstizjali. Nephrol. Ċempel. Trapjant. 1990, 5, 889–893. [CrossRef]