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Updated: Jan 28, 2026

Real-Time Metabolic Detection in Living Cells Using Hyperpolarized 13C NMR

Real-Time Metabolic Detection in Living Cells Using Hyperpolarized ¹³C NMR

Published on: July 8, 2025

Imagen en tiempo real de ATP revela el estado metabólico durante la nefrogénesis ramificada

Akiko Mii¹, Shinya Yamamoto¹, Masamichi Yamamoto¹

¹Department of Nephrology, Graduate School of Medicine, Kyoto University, Kyoto, Japan.

|January 26, 2026

Resumen

La ramificación del brote ureteral durante el desarrollo del riñón depende de la glucólisis, siendo las células del brote ureteral más sensibles a su inhibición que las células del mesénquima. Esto resalta el papel crítico de la regulación metabólica en la nefrogénesis.

Área de la Ciencia:

Biología del Desarrollo
Regulación Metabólica
Fisiología Renal

Sus antecedentes:

La formación de nefronas es crucial para el desarrollo del riñón, pero los mecanismos metabólicos subyacentes son poco conocidos.
Las alteraciones del ambiente intrauterino impactan el acervo de nefronas, aumentando los riesgos de hipertensión y enfermedad renal crónica.
Los mecanismos que vinculan el estado metabólico y el número de nefronas durante el desarrollo requieren una mayor investigación.

Objetivo del estudio:

Investigar el papel del metabolismo energético, específicamente los niveles de trifosfato de adenosina (ATP) citosólico, en el desarrollo del riñón embrionario.
Explorar la dinámica espaciotemporal del ATP durante la nefrogénesis utilizando técnicas de imagen avanzadas.

Principales métodos:

Se utilizaron ratones transgénicos (GO-ATeam2) que expresan un biosensor FRET de ATP citosólico para la obtención de imágenes en vivo de riñones embrionarios.
Se realizaron imágenes ex vivo en tiempo real de riñones metanéfricos con resolución de célula única.
Se evaluó el impacto de la inhibición glucolítica en la ramificación del brote ureteral y la adhesión celular.

Principales resultados:

Las células de la punta del brote ureteral (BU) exhibieron niveles significativamente más bajos de ATP en comparación con las células del tallo del BU y del mesénquima capuchón (CM) durante la nefrogénesis ramificada.
La inhibición glucolítica suprimió la ramificación del BU y redujo los niveles de ATP en las células del BU y CM, con un efecto más pronunciado en las células del BU.
La reducción de la glucólisis condujo a una disminución de la ramificación del BU, alteración de la adhesión celular (expresión de N-cadherina) y desorganización de las células CM, mientras que la inhibición de la fosforilación oxidativa no tuvo tales efectos.

Conclusiones:

La nefrogénesis ramificada depende en gran medida de la glucólisis, particularmente en las células del BU durante el desarrollo temprano.
Las células del BU son más sensibles a la inhibición glucolítica que las células del mesénquima.
La regulación metabólica, específicamente la glucólisis, juega un papel significativo en la nefrogénesis ramificada.

Palabras clave:

desarrollo del riñón nefrogénesis glucólisis ATP biología del desarrollo regulación metabólica fisiología renal

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