În fiecare an, mai mult de jumătate de milion de americani vizitează camera de urgență pentru probleme cu pietre la rinichi. În cele mai multe cazuri, pietrele sfârșesc prin a ieși singure din organism, dar procesul poate fi chinuitor de dureros.
Cercetătorii de la MIT și Massachusetts General Hospital au conceput acum un potențial tratament care ar putea face ca trecerea pietrelor la rinichi să fie mai rapidă și mai puțin dureroasă. Aceștia au identificat o combinație de două medicamente care relaxează pereții ureterului – tubul care leagă rinichii de vezica urinară – și care poate fi administrat direct în ureter cu un instrument asemănător unui cateter.
Relaxarea ureterului ar putea ajuta pietrele să se deplaseze mai ușor prin tub, spun cercetătorii.
„Credem că acest lucru ar putea avea un impact semnificativ asupra bolii pietrelor la rinichi, care afectează milioane de oameni”, spune Michael Cima, profesor de inginerie David H. Koch în cadrul Departamentului de Știința și Ingineria Materialelor de la MIT, membru al Institutului Koch pentru Cercetare Integrativă a Cancerului de la MIT și autorul principal al studiului.
Acest tip de tratament ar putea, de asemenea, să faciliteze și să facă mai puțin dureroasă introducerea de stenturi în ureter, ceea ce se face uneori după ce se elimină o piatră la rinichi, pentru a preveni ca tubul să se blocheze sau să se prăbușească.
Christopher Lee, recent laureat al doctoratului în cadrul Harvard-MIT Division of Health Sciences and Technology, este autorul principal al studiului, care apare astăzi în Nature Biomedical Engineering.
Distribuție locală de medicamente
Pietrele la rinichi sunt făcute din cristale dure care se acumulează în rinichi atunci când există prea multe deșeuri solide în urină și nu există suficient lichid pentru a le spăla. Se estimează că aproximativ unul din 10 oameni va avea o piatră la rinichi la un moment dat în viață.
În urmă cu câțiva ani, Cima și Brian Eisner, care codirijează Programul de calculi renali de la MGH și este, de asemenea, unul dintre autorii lucrării, au început să se gândească la modalități de îmbunătățire a tratamentului pietrelor la rinichi. În timp ce unele pietre mai mari necesită o intervenție chirurgicală, planul obișnuit de tratament este pur și simplu de a aștepta ca pietrele să treacă, ceea ce durează în medie 10 zile. Pacienților li se administrează analgezice, precum și un medicament oral care ar trebui să ajute la relaxarea ureterului, însă studiile au oferit dovezi contradictorii cu privire la faptul că acest medicament ajută cu adevărat. (Nu există terapii orale aprobate de FDA pentru pietrele la rinichi și dilatarea ureterului.)
Cima și Eisner s-au gândit că administrarea unui relaxant muscular direct în ureter ar putea oferi o alternativă mai bună. Cea mai mare parte a durerii provocate de trecerea unei pietre la rinichi provine din crampele și inflamația din ureter pe măsură ce pietrele trec prin tubul îngust, astfel încât relaxarea mușchilor care înconjoară tubul ar putea ajuta la ușurarea acestei treceri.
În această perioadă, Lee, pe atunci un nou student în cadrul programului de Științe și Tehnologie a Sănătății de la MIT, s-a întâlnit cu Cima pentru a discuta despre posibile proiecte de teză și a devenit interesat de urmărirea unui tratament pentru calculii renali.
Dacă vă uitați la modul în care sunt tratați astăzi calculii renali, nu s-a schimbat cu adevărat din aproximativ 1980, și există o cantitate destul de substanțială de dovezi că medicamentele administrate nu funcționează foarte bine. Volumul numărului de persoane pe care acest lucru ar putea să le ajute este cu adevărat interesant.”
Christopher Lee, autorul principal al studiului
Cercetătorii și-au propus mai întâi să identifice medicamentele care ar putea funcționa bine atunci când sunt administrate direct în ureter. Ei au selectat 18 medicamente folosite pentru a trata afecțiuni precum hipertensiunea arterială sau glaucomul și le-au expus la celule ureterale umane cultivate într-un vas de laborator, unde au putut măsura cât de mult relaxau medicamentele celulele musculare netede. Aceștia au emis ipoteza că, dacă ar fi administrat astfel de medicamente direct în ureter, ar putea obține un efect de relaxare mult mai mare decât dacă le-ar fi administrat pe cale orală, minimizând în același timp posibilele efecte nocive asupra restului corpului.
„Am găsit mai multe medicamente care au avut efectul la care ne așteptam și, în fiecare caz, am constatat că concentrațiile necesare pentru a fi eficiente erau mai mari decât ar fi fost sigur dacă ar fi fost administrate pe cale sistemică”, spune Cima.
În continuare, cercetătorii au folosit o procesare computațională intensivă pentru a analiza individual răspunsurile de relaxare a aproape 1 miliard de celule după expunerea la medicamente. Ei au identificat două medicamente care au funcționat deosebit de bine și au descoperit că acestea au funcționat și mai bine atunci când au fost administrate împreună. Unul dintre acestea este nifedipina, un blocant al canalelor de calciu utilizat pentru tratarea hipertensiunii arteriale, iar celălalt este un tip de medicament cunoscut sub numele de inhibitor ROCK (rho kinază), care este utilizat pentru tratarea glaucomului.
Cercetătorii au testat diferite doze din această combinație de medicamente în ureterele prelevate de la porci și au arătat că acestea ar putea reduce dramatic frecvența și lungimea contracțiilor ureterului. Testele efectuate pe porci vii au arătat, de asemenea, că tratamentul aproape că a eliminat contracțiile ureterale.
Pentru aceste experimente, cercetătorii au administrat medicamentele cu ajutorul unui cistoscop, care este foarte asemănător cu un cateter, dar are un mic canal de fibră optică care se poate conecta la o cameră sau la un obiectiv. Ei au constatat că, cu acest tip de administrare, medicamentele nu au fost detectabile în fluxul sanguin al animalelor, ceea ce sugerează că medicamentele au rămas în mucoasa ureterului și nu au plecat în altă parte în organism, ceea ce ar diminua riscul unor potențiale efecte secundare.
Relaxarea ureterală
Sunt necesare mai multe studii pentru a determina cât timp durează efectul de relaxare a mușchilor și cât de multă relaxare ar fi necesară pentru a grăbi trecerea calculilor, spun cercetătorii. Aceștia lansează acum o companie nou înființată, Fluidity Medicine, pentru a continua dezvoltarea tehnologiei în vederea unei posibile testări pe pacienți umani.
Pe lângă tratarea pietrelor la rinichi, această abordare ar putea fi utilă și pentru relaxarea ureterului pentru a-i ajuta pe medici să introducă un stent ureteral. De asemenea, ar putea fi de ajutor la plasarea oricărui alt tip de instrument, cum ar fi un endoscop, în ureter.
„Platforma împerechează administrarea de medicamente în ureter. Suntem nerăbdători să țintim mai întâi relaxarea musculară, iar ca ramificații ale acesteia, avem pietre la rinichi, stenturi ureterale și chirurgie endoscopică”, spune Lee. „Avem o mulțime de alte indicații urologice care ar trece prin diferite căi de dezvoltare, dar toate pot fi atinse și toate au populații de pacienți semnificative.”
.