Transport soli w modelu nerki

Nerki kontrolują równowagę soli i wody oraz wpływają na stan hemodynamiczny organizmu. Ciśnienie tętnicze może wzrastać, gdy nerki nie są w stanie wydzielać soli, a ponadto wiadomo, że mutacje zmieniające transport soli są przyczyną nadciśnienia. Mechanizmy regulacji transportu soli nie są jednak dokładnie poznane.

W ramach finansowanego ze środków UE projektu NOVEL KIDNEY MODEL (Zebrafish model to study human hypertension) opracowano system umożliwiający szczegółowe badanie działania kotransportera NaCl (NCC). Naukowcy posłużyli się prostą organizacją przednerczy do modelowania białek sygnałowych regulujących działanie NCC. Przednercze to podstawowy organ wydalniczy, odpowiadający pierwszemu stadium rozwoju nerki u kręgowców. Dzięki homologii z wieloma segmentami nefronu ssaków, przednercze jest użytecznym modelem transportu soli w nerkach.

Naukowcy prowadzili badanie in situ wrażliwych na tiazyn NCC. Opracowano nowe przeciwciało skierowano przeciwko homologowi NCC danio pręgowanego (Slc12a3). Przeciwciało to pozwoliło na zidentyfikowanie docelowego białka w kanaliku dystalnym przednercza danio pręgowanego. Podobnie jak w ssaczym analogu, kotransporter był aktywowany przez fosforylację wzdłuż końca aminowego. Knockdown Slc12a3 prowadził do powstania anomalii u ryb. Umieszczenie danio pręgowanego w słonawej wodzie powodowało zmiany ekspresji Slc12a3.

Innym elementem układanki badanym w modelu był kompleks kinazy WNK, który wykrywa zmiany wewnątrzkomórkowego stężenia soli i przekazuje te informacje do kotransporterów soli w celu utrzymania homeostazy komórkowej. Badacze potwierdzili, że knockdown kinazy WNK prowadzi do przedwczesnego obumierania, a defekty te można naprawić przy pomocy RNA WNK4.

Równolegle do modelu danio pręgowanego naukowcy badali homologiczny kotransporter NCC (SLC12A3) w modelu mysim. Badano regulację kotransportera przez potas przyjmowany z pożywieniem oraz związany z tym wpływ na ciśnienie krwi. Wyniki badania pokazały, że aktywacja kotransportera powoduje skojarzenie kinaz WNK4 i SPAK w charakterystycznych strukturach punktowych w kanalikach dystalnych u myszy. Naukowcy starają się określić naturę tych struktur przy pomocy immunofluorescencji, badania przeciwciał znakowanych złotem koloidalnym i immunoprecypitacji. Omawiany projekt powinien przyczynić się do wyjaśnienia sprzecznych danych dotyczących roli fizjologicznej kotransporterów soli i mechanizmów wpływających na nadciśnienie.