Les scientifiques des cellules souches font de grands progrès dans la construction de mini-reins
Date :15 juin 2021
Source : École de médecine Keck de l'USC
Résumé : Les chercheurs ont créé ce qui pourrait être un élément clé pour l'assemblage d'un rein synthétique. Ils décrivent comment ils génèrent des structures rénales rudimentaires, appelées organoïdes, qui ressemblent au système de conduits collecteurs qui aide à maintenir l'équilibre des liquides et du pH du corps en concentrant et en transportant l'urine. Les organoïdes fournissent un moyen d'étudier les maladies rénales qui pourraient conduire à de nouveaux traitements et à de nouvelles approches régénératives pour les patients.
Une équipe de scientifiques de la Keck School of Medicine de l'USC a créé ce qui pourrait être un élément clé pour l'assemblage d'un rein synthétique. Dans une nouvelle étude en Nature Communications, Zhongwei Li et ses collègues décrivent comment ils peuvent générer des structures rénales rudimentaires, appelées organoïdes, qui ressemblent au système de canaux collecteurs qui aide à maintenir l'équilibre des fluides corporels et du pH en concentrant et en transportant l'urine.
"Nos progrès dans la création de nouveaux types d'organoïdes rénaux fournissent des outils puissants non seulement pour comprendre le développement et la maladie, mais aussi pour trouver de nouveaux traitements et approches régénératives pour les patients", a déclaré Li, auteur correspondant de l'étude et professeur adjoint de médecine, et de tige biologie cellulaire et médecine régénérative.
Création des blocs de construction
Les premiers auteurs de l'étude, le doctorant Zipeng Zeng et le postdoc Biao Huang, et l'équipe ont commencé avec une population de ce que l'on appelle les cellules progénitrices du bourgeon urétéral, ou UPC, qui jouent un rôle important dans le développement précoce des reins. En utilisant d'abord des UPC de souris puis humaines, les scientifiques ont pu développer des cocktails de molécules qui encouragent les cellules à former des organoïdes ressemblant à des bourgeons urétiques - les tubes ramifiés qui donnent finalement naissance au système de conduits collecteurs. Les scientifiques ont également réussi à trouver un cocktail différent pour inciter les cellules souches humaines à se développer en organoïdes de bourgeon urétéral.
Un cocktail moléculaire supplémentaire a poussé les organoïdes des bourgeons urétéraux - issus d'UPC de souris ou de cellules souches humaines - à se développer de manière fiable en organoïdes de canaux collecteurs encore plus matures et complexes.
Les organoïdes des bourgeons urétéraux humains et murins peuvent également être génétiquement modifiés pour héberger des mutations qui provoquent des maladies chez les patients, fournissant de meilleurs modèles pour comprendre les problèmes rénaux, ainsi que pour le dépistage de médicaments thérapeutiques potentiels. À titre d'exemple, les scientifiques ont éliminé un gène pour créer un modèle organoïde d'anomalies congénitales des reins et des voies urinaires, connu sous le nom de CAKUT.
En plus de servir de modèles de maladie, les organoïdes des bourgeons urétéraux pourraient également s'avérer être un ingrédient essentiel dans la recette d'un rein synthétique. Pour explorer cette possibilité, les scientifiques ont combiné des organoïdes de bourgeons urétéraux de souris avec une deuxième population de cellules de souris : les cellules progénitrices qui forment les néphrons, qui sont les unités filtrantes du rein. Après avoir inséré l'extrémité d'un bourgeon urétéral cultivé en laboratoire dans un groupe de PNJ, l'équipe a observé la croissance d'un vaste réseau de tubes ramifiés rappelant un système de canaux collecteurs, fusionnés avec des néphrons rudimentaires.
"Notre rein de souris conçu a établi une connexion entre le néphron et le canal collecteur - une étape essentielle vers la construction d'un organe fonctionnel à l'avenir", a déclaré Li.
Source de l'histoire:
Matériaux fourni par École de médecine Keck de l'USC. Original écrit par Cristy Lytal. Remarque: Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.
Référence du journal:
- 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. Génération d'organoïdes rénaux à motifs qui récapitulent le système de canaux collecteurs du rein adulte à partir de progéniteurs de bourgeons urétéraux extensibles. Communications Nature, 2021 ; 12 (1) DOI : 10.1038/s41467-021-23911-5
