«Наш прогресс в создании новых типов органоидов почек предоставляет мощные инструменты не только для понимания развития и болезней, но и для поиска новых методов лечения и регенеративных подходов для пациентов», – сказал Ли, автор-корреспондент исследования и доцент медицины, и клеточная биология и регенеративная медицина.
Создание строительных блоков
Первые авторы исследования, аспирант Цзипенг Цзэн и постдок 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 человеческие UPC, ученые смогли разработать коктейли из молекул, которые побуждают клетки образовывать органоиды, напоминающие 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 UPC мыши, либо из стволовых клеток человека, чтобы надежно развиться в еще более зрелые и сложные органоиды собирательного протока.
Органоиды зачатков мочеточника человека и мыши также могут быть генетически модифицированы, 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 примера, 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 трубок, слитых с рудиментарными нефронами.
«Наша сконструированная почка мыши установила связь между нефроном и собирательным каналом – важная веха на пути к созданию функционального органа в будущем», – сказал Ли.