Organoidi di Rene e Tubuloidi

The purpose of this thesis is to evaluate the use of kidney organoids as disease models, replacing traditional models such as in vivo ones. In the paper are treated Tubuloids, structures similar to tubules derived from progenitor cells of adult kidneys (ASC), which have the characteristic of being able to repair their tissues if damage is induced. This peculiarity differentiates them from organoids derived from pluripotent stem cells (PSC) since they can replicate the development of tissues and organs but fail to do the same with the repair of the damage. Initially, the protocol that made it possible to differentiate these tubuloids from healthy renal cells is presented. Subsequently, three models of disease are analyzed using tubuloids: cystic fibrosis (in this case the tubuloids were generated starting from the urine of a patient suffering from the disease), the disease caused by the BK polyomavirus (also called BK virus) and finally autosomal dominant polycystic kidney disease (ADPKD). The last topic covered is the use of extracellular vesicles (EV) in tubuloid maturation. EVs can modify the expression of some proteins, improving the differentiation of tubuloid structures. It was concluded that tubuloids, despite some differences with human renal tissue, appear to be versatile models for primary renal epithelial cells and allow for different studies to be performed in the field of biomedical research.

Lo scopo di questa tesi è di valutare l’utilizzo degli organoidi di rene come modelli di malattia, andando a sostituire modelli tradizionali come quelli in vivo. Nell’elaborato vengono trattati in particolare i tubuloidi, strutture simili a tubuli derivati da cellule progenitrici di reni adulti (ASC), i quali hanno la caratteristica di riuscire a riparare i loro tessuti qualora venga indotto un danno. Questa peculiarità li differenzia dagli organoidi derivati da cellule staminali pluripotenti (PSC) dal momento che essi sono in grado di replicare lo sviluppo di tessuti e organi, ma non riescono a fare altrettanto con la riparazione del danno. Inizialmente viene esposto il protocollo che ha permesso di differenziare questi tubuloidi a partire da cellule renali sane. Successivamente, vengono analizzati tre modelli di malattia utilizzando i tubuloidi: la fibrosi cistica (in questo caso i tubuloidi sono stati generati a partire dalle urine di un paziente affetto dalla malattia), la malattia causata dal poliomavirus BK (anche detto virus BK) ed infine la malattia renale policistica autosomica dominante (ADPKD). L’ultimo argomento trattato è l’uso delle vescicole extracellulari (EV) nella maturazione dei tubuloidi. Le EV sono in grado di modificare l’espressione di alcune proteine, migliorando il differenziamento delle strutture tubuloidi. Si è potuto concludere che i tubuloidi malgrado alcune differenze con il tessuto renale umano, sembrano essere modelli versatili per cellule epiteliali renali primarie e consentono di svolgere differenti studi nell’ambito della ricerca bio-medica.