"Nuestro progreso en la creación de nuevos tipos de organoides renales proporciona herramientas poderosas no solo para comprender el desarrollo y la enfermedad, sino también para encontrar nuevos tratamientos y enfoques regenerativos para los pacientes", dijo Li, autor correspondiente del estudio y profesor asistente de medicina y de stem biología celular y medicina regenerativa.

Creando los bloques de construcción

Los primeros autores del estudio, el estudiante de doctorado Zipeng Zeng y el posdoctorado Biao Huang, y el equipo comenzaron con una población de lo que se conoce como células progenitoras de brotes ureterales, o UPC, que desempeñan un papel importante en el desarrollo renal temprano. Usando primero UPC de ratón y luego humanos, los científicos pudieron desarrollar cócteles de moléculas que alientan a las células a formar organoides que se asemejan a brotes uréticos, los tubos de ramificación que finalmente dan lugar al sistema de conductos colectores. Los científicos también lograron encontrar un cóctel diferente para inducir a las células madre humanas a convertirse en organoides de brotes ureterales.

Un cóctel molecular adicional impulsó a los organoides de brotes ureterales, cultivados a partir de UPC de ratón o células madre humanas, para convertirse de manera confiable en organoides de conductos colectores aún más maduros y complejos.

Los organoides de yemas ureterales de humanos y ratones también pueden modificarse genéticamente para albergar mutaciones que causan enfermedades en los pacientes, proporcionando mejores modelos para comprender los problemas renales, así como para detectar posibles fármacos terapéuticos. Como ejemplo, los científicos eliminaron un gen para crear un modelo organoide de anomalías congénitas del riñón y el tracto urinario, conocido como CAKUT.

Además de servir como modelos de enfermedad, los organoides de yemas ureterales también podrían llegar a ser un ingrediente esencial en la receta de un riñón sintético. Para explorar esta posibilidad, los científicos combinaron organoides de yemas ureterales de ratón con una segunda población de células de ratón: las células progenitoras que forman las nefronas, que son las unidades de filtrado del riñón. Después de insertar la punta de una yema ureteral cultivada en laboratorio en un grupo de NPC, el equipo observó el crecimiento de una extensa red de tubos ramificados que recuerdan a un sistema de conductos colectores, fusionados con nefronas rudimentarias.

“Nuestro riñón de ratón diseñado estableció una conexión entre la nefrona y el conducto colector, un hito esencial para construir un órgano funcional en el futuro”, dijo Li.

Historia de Fuente:

Materiales proporcionada por Keck School of Medicine de la USC. Original escrito por Cristy Lytal. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y duración.

Diario de Referencia:

1. Zipeng Zeng, Biao Huang, Riana K. Parvez, Yidan Li, Jyunhao Chen, Ariel C. Vonk, Matthew E. Thornton, Tadrushi Patel, Elisabeth A. Rutledge, Albert D. Kim, Jingying Yu, Brendan H. Grubbs, Jill A McMahon, Nuria M. Pastor-Soler, Kenneth R. Hallows, Andrew P. McMahon, Zhongwei Li. Generación de organoides renales estampados que recapitulan el sistema de conductos colectores del riñón adulto a partir de progenitores de brotes ureterales expandibles. Nature Communications, 2021; 12 (1) DOI: 10.1038/s41467-021-23911-5