Команда ученых из Медицинской школы им. Кека при Университете Южной Калифорнии создала то, что может стать ключевым строительным блоком для сборки синтетической почки. В новом исследовании, опубликованном в Nature Communications, Чжунвэй Ли и его коллеги описывают, как они могут создавать рудиментарные структуры почек, известные как органоиды, которые напоминают систему собирательных каналов, которая помогает поддерживать баланс жидкости и pH в организме за счет концентрации и транспортировки мочи.
«Наш прогресс в создании новых типов почек органоидов предоставляет мощные инструменты не только для понимания развития и болезней, но и найти новые методы лечения и регенеративные подходы для пациентов,» сказал Ли, соответствующий автор исследования и доцент медицины, и штока клеточная биология и регенеративная медицина.
Создание строительных блоков
Первые авторы исследования, к.т.н. студент Zipeng Zeng и постдок Biao Huang, а также команда начали с популяции так называемых клеток- предшественников зачатка мочеточника , или UPC, которые играют важную роль в раннем развитии почек. Используя сначала мышиные, а затем человеческие UPC, ученые смогли разработать коктейли из молекул, которые побуждают клетки образовывать органоиды, похожие на зачатки мочеточника — ветвящиеся трубки, которые в конечном итоге дают начало системе собирающих протоков. Ученым также удалось найти другой коктейль, побуждающий человеческие стволовые клетки превращаться в органоиды зачатка мочеточника.
Дополнительный молекулярный коктейль подтолкнул органоиды зачатка мочеточника, выращенные либо из UPCs мыши, либо из стволовых клеток человека, чтобы надежно развиться в еще более зрелые и сложные органоиды собирательного протока.
Органоиды зачатка мочеточника человека и мыши также могут быть генетически сконструированы, чтобы содержать мутации, вызывающие заболевания у пациентов, обеспечивая более совершенные модели для понимания проблем с почками, а также для скрининга потенциальных терапевтических препаратов. В качестве одного из примеров ученые выделили ген, чтобы создать органоидную модель врожденных аномалий почек и мочевыводящих путей , известную как CAKUT.
Органоиды зачатка мочеточника могут не только служить моделями заболевания, но и стать важным ингредиентом в рецепте синтетической почки. Чтобы изучить эту возможность, ученые объединили органоиды зачатка мочеточника мыши со второй популяцией клеток мыши: клетками-предшественниками, которые образуют нефроны, которые являются фильтрующими единицами почек. Вставив кончик выращенного в лаборатории зачатка мочеточника в скопление NPC, команда наблюдала рост обширной сети разветвляющихся трубок, напоминающих систему собирательных каналов, слитых с рудиментарными нефронами.
«Наша искусственно созданная почка мыши установила связь между нефроном и собирательным каналом, что является важной вехой на пути к созданию функционального органа в будущем», — сказал Ли.
Источник: