Исследователи создали то, что может стать ключевым строительным блоком для сборки синтетической почки. Они описывают, как они генерируют рудиментарные почечные структуры, известные как органоиды, которые напоминают систему собирательных трубочек, которая помогает поддерживать баланс жидкости и рН в организме путем концентрации и транспортировки мочи. Органоиды обеспечивают способ изучения заболеваний почек, что может привести к новым методам лечения и регенеративным подходам для пациентов.

Группа ученых из Медицинской школы Кека Университета Южной Калифорнии создала то, что может стать ключевым строительным блоком для сборки синтетической почки. В новом исследовании в Природные коммуникации, Чжунвэй Ли и его коллеги описывают, как они могут создавать рудиментарные почечные структуры, известные как органоиды, которые напоминают систему собирательных трубочек, помогающую поддерживать баланс жидкости и рН в организме путем концентрации и транспортировки мочи.

«Наш прогресс в создании новых типов почечных органоидов предоставляет мощные инструменты не только для понимания развития и болезней, но и для поиска новых методов лечения и регенеративных подходов для пациентов», — сказал Ли, соавтор исследования и доцент медицины и стволовых клеток. клеточная биология и регенеративная медицина.

Создание строительных блоков 

Первые авторы исследования, аспирант Зипэн Цзэн и постдоктор Бяо Хуанг, и 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 и человеческие UPC, ученые смогли разработать коктейли молекул, которые побуждают клетки формировать органоиды, напоминающие мочеточники — разветвляющиеся трубки, которые в конечном итоге дают начало системе собирательных трубочек. Ученым также удалось найти другой коктейль, который побуждает человеческие стволовые клетки развиваться в органоиды зачатка мочеточника.

Дополнительный молекулярный коктейль подтолкнул органоиды зачатков мочеточников, выращенные либо из мышиных UPC, либо из стволовых клеток человека, чтобы надежно развиться в еще более зрелые и сложные органоиды собирательных трубочек.

Органоиды зачатка мочеточника человека и мыши также могут быть генетически модифицированы, чтобы содержать мутации, вызывающие заболевания у пациентов, что обеспечивает лучшие модели для понимания проблем с почками, а также для скрининга потенциальных терапевтических препаратов. Например, ученые выбили ген, чтобы создать органоидную модель врожденных аномалий почек и мочевыводящих путей, известную как CAKUT.

Органоиды зачатков мочеточников не только служат моделями заболеваний, но и могут оказаться важным ингредиентом в рецепте синтетической почки. Чтобы исследовать эту возможность, ученые объединили органоиды зачатка мочеточника мыши со второй популяцией клеток мыши: клетками-предшественниками, которые формируют нефроны, которые являются фильтрующими единицами почки. Вставив кончик выращенного в лаборатории зачатка мочеточника в скопление NPC, команда наблюдала рост обширной сети ветвящихся трубочек, напоминающих систему собирательных трубочек, слитых с рудиментарными нефронами.

«Наша сконструированная мышиная почка установила связь между нефроном и собирательными трубочками — важная веха на пути к созданию функционального органа в будущем», — сказал Ли.

источник: https://stemcell.keck.usc.edu/building-mini-kidneys/