Maurice Burg, M.D.

Dr. Burg este un fiziolog renal care a adus contribuții seminale și semnificative în acest domeniu în două domenii majore. În primul rând, a inventat o metodă de a diseca tubuli renali viabili și de a-i perfuza in vitro, măsurând transportul de substanțe între lumenul tubular și partea peritubulară. Folosind această metodă, el și alții au determinat ce este transportat de fiecare dintre numeroasele segmente diferite de nefron, cum este transportat și cum este reglementat transportul. Aceste informații au fost fundamentale pentru înțelegerea noastră actuală a modului în care funcționează rinichii în condiții de sănătate și boală. În al doilea rând, laboratorul său investighează în prezent mecanismele prin care celulele renale se protejează de concentrațiile interstițiale medulare renale foarte ridicate de sare și uree care potențează concentrația de urină.

Grupul doctorului Burg a identificat mai mulți osmoliți organici protectori (sorbitol, glicină-betină, glicerofosfocolină (GPC) și mio-inositol) pe care celulele renale îi acumulează în timpul antidiurezei și a elucidat mecanismele prin care aceștia sunt acumulați. De exemplu, un nivel ridicat de NaCl crește sinteza de sorbitol și GPC prin creșterea nivelurilor de aldose reductază și, respectiv, de esterază țintă a neuropatiei (NTE, o fosfolipază B); un nivel ridicat de NaCl crește, de asemenea, transportul de glicină-betină și de mio-inositol în celule prin creșterea abundenței transportatorilor acestora. Grupul doctorului Burg a identificat, de asemenea, elemente de răspuns osmotic (ORE) în genele pentru aldose reductază și NTE, precum și în genele transportatorilor de osmolit. În prezent, aceștia studiază rolul factorului de transcripție NFAT5 în acest proces. Un nivel ridicat de sare crește fosforilarea NFAT5, care, la rândul său, stimulează localizarea sa în nucleu, legarea sa la ORE-uri și activitatea sa de transactivare. Laboratorul Dr. Burg a identificat aminoacizii din NFAT5 care devin fosforilați, precum și proteinele kinazice, fosfatazele și alte proteine care sunt implicate. În continuare, grupul său încearcă să elucideze reglarea osmotică a NFAT5 la nivel de sistem, explorând modul în care interacționează toate enzimele fosforilante și factorii de reglementare. Recent, grupul Dr. Burg a descoperit un mecanism suplimentar care contribuie la creșterea indusă de un nivel ridicat de sare și uree a GPC, și anume inhibarea fosfodiesterazei GDPD5; în prezent, aceștia folosesc instrumente proteomice pentru a identifica modificările post-translaționale implicate și enzimele responsabile.

Laboratorul a investigat, de asemenea, leziunile care apar la nivelul celulelor renale atunci când NaCl și ureea sunt ridicate. Dacă NaCl sau ureea devin prea ridicate, celulele mor prin apoptoză; cu toate acestea, la niveluri mai scăzute, acești agenți încă cresc speciile reactive de oxigen (ROS), deteriorează ADN-ul și împiedică repararea ADN-ului. În mod interesant, ROS ridicate și activitatea proteinei de răspuns la deteriorarea ADN, ATM, contribuie la activarea indusă de NaCl a NFAT5. Deteriorarea ADN-ului indusă de un nivel ridicat de NaCl este un fenomen general care apare nu numai în medularele renale, ci și la nevertebratele marine și la C. elegans. A fost neclar modul în care celulele mențin transcripția și replicarea în prezența rupturilor crescute ale ADN-ului. Grupul Dr. Burg a studiat acest fenomen, pentru a descoperi mecanismele prin care celulele renale scapă de consecințele periculoase cunoscute ale deteriorării persistente a ADN-ului. În acest sens, ei au descoperit, prin secvențierea profundă a ADN-ului, că rupturile dublu catenare ale ADN-ului induse de NaCl ridicat apar predominant în regiuni ale genomului lipsite de gene („deșerturi genetice”).

Aceste descoperiri nu sunt doar semnificative pentru înțelegerea funcției renale, ci principiile care reies din grupul Dr. Burg abordează, de asemenea, problema de bază a modului în care celulele tuturor organismelor supraviețuiesc stresului osmotic cauzat de deshidratare și de concentrațiile ridicate de sare și uree.

.