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Erschienen in: Journal of Artificial Organs 3/2013

01.09.2013 | Original Article

Evaluation of bioartificial renal tubule device prepared with human renal proximal tubular epithelial cells cultured in serum-free medium

verfasst von: Hiroo Takahashi, Kaichiro Sawada, Takatoshi Kakuta, Takao Suga, Kazuya Hanai, Genta Kanai, Satoshi Fujimura, Noriyuki Sanechika, Toshiro Terachi, Masafumi Fukagawa, Akira Saito

Erschienen in: Journal of Artificial Organs | Ausgabe 3/2013

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Abstract

Bioartificial renal tubule devices (BTD) use cell therapy to improve conditions commonly observed in recipients of artificial kidneys for treatment of kidney diseases. We previously reported significant improvement of the condition of acute kidney injury (AKI) animals after treatment with BTD prepared with lifespan-extended human renal proximal tubular cells (hRPTEC). However, a major obstacle to use of BTD for patients is their biological safety, because hRPTEC are cultured in medium containing fetal calf serum. To establish the biological safety of BTD, we prepared BTD with lifespan-extended hRPTEC cultured in a newly developed serum-free medium and compared these with BTD prepared with hRPTEC cultured in serum-containing conventional medium. Lifespan-extended hRPTEC cultured in serum-free medium (hRPTEC-SFM) can proliferate similar to hRPTEC cultured in serum-containing conventional medium (hRPTEC-CM). Comparison of leakage and of reabsorption of small molecules for BTD prepared with hRPTEC-SFM (BTD-SFM) with those for our previous BTD prepared with hRPTEC-CM (BTD-CM) showed transportation in these two types of BTD was almost identical. When AKI goats were treated with BTD-SFM for 26 h, increase of survival time and reduction of cytokine expression in blood cells were almost same as for AKI goats treated with BTD-CM. Quantification of the expression of some genes of hRPTEC in BTD revealed significant changes during BTD treatment for AKI goats. In conclusion, lifespan-extended hRPTEC-SFM work as well as hRPTEC-CM, and the biological safety of BTD for patients could be elevated without loss of function by preparation from hRPTEC-SFM.
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Tasnim F, Deng R, Hu M, et al. Achievements and challenges in bioartificial kidney development. Fibrogenesis Tissue Repair. 2010;3:14.PubMedCrossRef Tasnim F, Deng R, Hu M, et al. Achievements and challenges in bioartificial kidney development. Fibrogenesis Tissue Repair. 2010;3:14.PubMedCrossRef
2.
Zurück zum Zitat Saito A, Sawada K, Fujimura S. Present status and future perspectives on the development of bioartificial kidneys for treatment of acute and chronic renal failure patients. Hemodial Int. 2011;15:183–92.PubMedCrossRef Saito A, Sawada K, Fujimura S. Present status and future perspectives on the development of bioartificial kidneys for treatment of acute and chronic renal failure patients. Hemodial Int. 2011;15:183–92.PubMedCrossRef
4.
Zurück zum Zitat Humes HD, Buffington DA, MacKay SM, et al. Replacement of renal function in uremic animals with a tissue-engineered kidney. Nat Biotechnol. 1999;17:451–5.PubMedCrossRef Humes HD, Buffington DA, MacKay SM, et al. Replacement of renal function in uremic animals with a tissue-engineered kidney. Nat Biotechnol. 1999;17:451–5.PubMedCrossRef
5.
Zurück zum Zitat Humes HD, Fissell WH, Weitzel WF, et al. Metabolic replacement of kidney function in uremic animals with a bioartificial kidney containing human cells. Am J Kidney Dis. 2002;39:1078–87.PubMedCrossRef Humes HD, Fissell WH, Weitzel WF, et al. Metabolic replacement of kidney function in uremic animals with a bioartificial kidney containing human cells. Am J Kidney Dis. 2002;39:1078–87.PubMedCrossRef
6.
Zurück zum Zitat Aebischer P, Ip TK, Panol G, Galletti PM. The bioartificial kidney: progress towards an ultrafiltration device with renal epithelial cells processing. Life Support Syst. 1987;5:159–68.PubMed Aebischer P, Ip TK, Panol G, Galletti PM. The bioartificial kidney: progress towards an ultrafiltration device with renal epithelial cells processing. Life Support Syst. 1987;5:159–68.PubMed
7.
Zurück zum Zitat Saito A, Aung T, Sekiguchi K, Sato Y. Present status and perspective of the development of a bioartificial kidney for chronic renal failure patients. Ther Apher Dial. 2006;10:342–7.PubMedCrossRef Saito A, Aung T, Sekiguchi K, Sato Y. Present status and perspective of the development of a bioartificial kidney for chronic renal failure patients. Ther Apher Dial. 2006;10:342–7.PubMedCrossRef
9.
Zurück zum Zitat Tiranathanagul K, Brodie J, Humes HD. Bioartificial kidney in the treatment of acute renal failure associated with sepsis. Nephrology (Carlton). 2006;11:285–91.CrossRef Tiranathanagul K, Brodie J, Humes HD. Bioartificial kidney in the treatment of acute renal failure associated with sepsis. Nephrology (Carlton). 2006;11:285–91.CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Ding F, Humes HD. The bioartificial kidney and bioengineered membranes in acute kidney injury. Nephron Exp Nephrol. 2008;109:e118–22.PubMedCrossRef Ding F, Humes HD. The bioartificial kidney and bioengineered membranes in acute kidney injury. Nephron Exp Nephrol. 2008;109:e118–22.PubMedCrossRef
11.
Zurück zum Zitat Fissell WH, Fleischman AJ, Humes HD, Roy S. Development of continuous implantable renal replacement: past and future. Transl Res. 2007;150:327–36.PubMedCrossRef Fissell WH, Fleischman AJ, Humes HD, Roy S. Development of continuous implantable renal replacement: past and future. Transl Res. 2007;150:327–36.PubMedCrossRef
12.
Zurück zum Zitat Humes HD, Weitzel WF, Bartlett RH, et al. Initial clinical results of the bioartificial kidney containing human cells in ICU patients with acute renal failure. Kidney Int. 2004;66:1578–88.PubMedCrossRef Humes HD, Weitzel WF, Bartlett RH, et al. Initial clinical results of the bioartificial kidney containing human cells in ICU patients with acute renal failure. Kidney Int. 2004;66:1578–88.PubMedCrossRef
13.
Zurück zum Zitat Tumlin J, Wali R, Williams W, et al. Efficacy and safety of renal tubule cell therapy for acute renal failure. J Am Soc Nephrol. 2008;19:1034–40.PubMedCrossRef Tumlin J, Wali R, Williams W, et al. Efficacy and safety of renal tubule cell therapy for acute renal failure. J Am Soc Nephrol. 2008;19:1034–40.PubMedCrossRef
14.
Zurück zum Zitat Sanechika N, Sawada K, Usui Y, et al. Development of bioartificial renal tubule devices with lifespan-extended human renal proximal tubular epithelial cells (RPTEC). Nephrol Dial Transplant. 2011;26:2761–9.PubMedCrossRef Sanechika N, Sawada K, Usui Y, et al. Development of bioartificial renal tubule devices with lifespan-extended human renal proximal tubular epithelial cells (RPTEC). Nephrol Dial Transplant. 2011;26:2761–9.PubMedCrossRef
15.
Zurück zum Zitat Saito A, Sawada K, Fujimura S, et al. Evaluation of bioartificial renal tubule device prepared with lifespan-extended human renal proximal tubular epithelial cells. Nephrol Dial Transplant. 2012;27:3091–9.PubMedCrossRef Saito A, Sawada K, Fujimura S, et al. Evaluation of bioartificial renal tubule device prepared with lifespan-extended human renal proximal tubular epithelial cells. Nephrol Dial Transplant. 2012;27:3091–9.PubMedCrossRef
16.
Zurück zum Zitat Baer PC, Nockher WA, Haase W, Scherberich JE. Isolation of proximal and distal tubule cells from human kidney by immunomagnetic separation. Technical note. Kidney Int. 1997;52:1321–31.PubMedCrossRef Baer PC, Nockher WA, Haase W, Scherberich JE. Isolation of proximal and distal tubule cells from human kidney by immunomagnetic separation. Technical note. Kidney Int. 1997;52:1321–31.PubMedCrossRef
17.
Zurück zum Zitat Ozgen N, Terashima M, Aung T, et al. Evaluation of long-term transport ability of a bioartificial renal tubule device using LLC-PK1 cells. Nephrol Dial Transplant. 2004;19:2198–207.PubMedCrossRef Ozgen N, Terashima M, Aung T, et al. Evaluation of long-term transport ability of a bioartificial renal tubule device using LLC-PK1 cells. Nephrol Dial Transplant. 2004;19:2198–207.PubMedCrossRef
18.
Zurück zum Zitat Kanai G, Kakuta T, Sawada K, et al. Suppression of parathyroid hormone production in vitro and in vivo by RNA interference. Kidney Int. 2009;75:490–8.PubMedCrossRef Kanai G, Kakuta T, Sawada K, et al. Suppression of parathyroid hormone production in vitro and in vivo by RNA interference. Kidney Int. 2009;75:490–8.PubMedCrossRef
19.
Zurück zum Zitat Nielsen S, Frøkiaer J, Marples D, et al. Aquaporins in the kidney: from molecules to medicine. Physiol Rev. 2002;82:205–44.PubMed Nielsen S, Frøkiaer J, Marples D, et al. Aquaporins in the kidney: from molecules to medicine. Physiol Rev. 2002;82:205–44.PubMed
20.
Zurück zum Zitat Benga G. The first discovered water channel protein, later called aquaporin 1: molecular characteristics, functions and medical implications. Mol Asp Med. 2012;33:518–34.CrossRef Benga G. The first discovered water channel protein, later called aquaporin 1: molecular characteristics, functions and medical implications. Mol Asp Med. 2012;33:518–34.CrossRef
21.
Zurück zum Zitat Tate SS, Ross ME. Human kidney gamma-glutamyl transpeptidase. Catalytic properties, subunit structure, and localization of the gamma-glutamyl binding site on the light subunit. J Biol Chem. 1977;252:6042–5.PubMed Tate SS, Ross ME. Human kidney gamma-glutamyl transpeptidase. Catalytic properties, subunit structure, and localization of the gamma-glutamyl binding site on the light subunit. J Biol Chem. 1977;252:6042–5.PubMed
22.
Zurück zum Zitat Heisterkamp N, Groffen J, Warburton D, Sneddon TP. The human gamma-glutamyltransferase gene family. Hum Genet. 2008;123:321–32.PubMedCrossRef Heisterkamp N, Groffen J, Warburton D, Sneddon TP. The human gamma-glutamyltransferase gene family. Hum Genet. 2008;123:321–32.PubMedCrossRef
23.
Zurück zum Zitat Kayano T, Fukumoto H, Eddy RL, et al. Evidence for a family of human glucose transporter-like proteins. Sequence and gene localization of a protein expressed in fetal skeletal muscle and other tissues. J Biol Chem. 1988;263:15245–8.PubMed Kayano T, Fukumoto H, Eddy RL, et al. Evidence for a family of human glucose transporter-like proteins. Sequence and gene localization of a protein expressed in fetal skeletal muscle and other tissues. J Biol Chem. 1988;263:15245–8.PubMed
24.
Zurück zum Zitat Poole S, Bird TA, Selkirk S, et al. Fate of injected interleukin 1 in rats: sequestration and degradation in the kidney. Cytokine. 1990;2:416–22.PubMedCrossRef Poole S, Bird TA, Selkirk S, et al. Fate of injected interleukin 1 in rats: sequestration and degradation in the kidney. Cytokine. 1990;2:416–22.PubMedCrossRef
25.
Zurück zum Zitat Kudo S, Mizuno K, Hirai Y, Shimizu T. Clearance and tissue distribution of recombinant human interleukin 1 beta in rats. Cancer Res. 1990;50:5751–5.PubMed Kudo S, Mizuno K, Hirai Y, Shimizu T. Clearance and tissue distribution of recombinant human interleukin 1 beta in rats. Cancer Res. 1990;50:5751–5.PubMed
26.
Zurück zum Zitat Braulke T, Bonifacino JS. Sorting of lysosomal proteins. Biochim Biophys Acta. 2009;1793:605–14.PubMedCrossRef Braulke T, Bonifacino JS. Sorting of lysosomal proteins. Biochim Biophys Acta. 2009;1793:605–14.PubMedCrossRef
27.
28.
Zurück zum Zitat Yoshimura A, Suzuki M, Sakaguchi R, Hanada T, Yasukawa H. SOCS, inflammation, and autoimmunity. Front Immunol. 2012;3:1–9.CrossRef Yoshimura A, Suzuki M, Sakaguchi R, Hanada T, Yasukawa H. SOCS, inflammation, and autoimmunity. Front Immunol. 2012;3:1–9.CrossRef
29.
Zurück zum Zitat Dalpke A, Heeg K, Bartz H, Baetz A. Regulation of innate immunity by suppressor of cytokine signaling (SOCS) proteins. Immunobiology. 2008;213:225–35.PubMedCrossRef Dalpke A, Heeg K, Bartz H, Baetz A. Regulation of innate immunity by suppressor of cytokine signaling (SOCS) proteins. Immunobiology. 2008;213:225–35.PubMedCrossRef
30.
Zurück zum Zitat Elliott J, Johnston JA. SOCS: role in inflammation, allergy and homeostasis. Trend Immunol. 2004;25:435–40.CrossRef Elliott J, Johnston JA. SOCS: role in inflammation, allergy and homeostasis. Trend Immunol. 2004;25:435–40.CrossRef
31.
Zurück zum Zitat Kishimoto T, Hibi M, Murakami M, et al. The molecular biology of interleukin 6 and its receptor. Ciba Found Symp. 1992;167:5–16.PubMed Kishimoto T, Hibi M, Murakami M, et al. The molecular biology of interleukin 6 and its receptor. Ciba Found Symp. 1992;167:5–16.PubMed
32.
Zurück zum Zitat Müller-Newen G. The cytokine receptor gp130: faithfully promiscuous. Sci STKE. 2003;201:PE40. Müller-Newen G. The cytokine receptor gp130: faithfully promiscuous. Sci STKE. 2003;201:PE40.
Metadaten
Titel
Evaluation of bioartificial renal tubule device prepared with human renal proximal tubular epithelial cells cultured in serum-free medium
verfasst von
Hiroo Takahashi
Kaichiro Sawada
Takatoshi Kakuta
Takao Suga
Kazuya Hanai
Genta Kanai
Satoshi Fujimura
Noriyuki Sanechika
Toshiro Terachi
Masafumi Fukagawa
Akira Saito
Publikationsdatum
01.09.2013
Verlag
Springer Japan
Erschienen in
Journal of Artificial Organs / Ausgabe 3/2013
Print ISSN: 1434-7229
Elektronische ISSN: 1619-0904
DOI
https://doi.org/10.1007/s10047-013-0710-8

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