Ученые, работающие со стволовыми клетками, добились больших успехов в создании мини-почек
Дата: 15 июня 2021 г.
Источник: Медицинская школа Кека Университета Южной Калифорнии.
Резюме: 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.
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 в Связи природы, 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 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 Зипэн Цзэн и постдокторант 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 из молекул, которые побуждают клетки формировать органоиды, напоминающие мочевые почки — разветвляющиеся трубочки, 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 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 трубок, слитых с рудиментарными нефронами.
«Наша сконструированная почка мыши установила связь между нефроном и собирательными трубочками — важная веха на пути к созданию функционального органа в будущем», — сказал Ли.
Источник Истории:
Материалы предоставляемые Школа медицины Кека Университета Южной Калифорнии. Оригинал написан Кристи Литал. Примечание. Содержимое может быть отредактировано для стиля и длины.
Справочник журнала:
- Зипэн Цзэн, Бяо Хуан, Риана К. Парвез, Идан Ли, Цзюньхао Чен, Ариэль С. Вонк, Мэтью Э. Торнтон, Тадруши Патель, Элизабет А. Ратледж, Альберт Д. Ким, Цзинъинг Ю, Брендан Х. Граббс, Джилл А. МакМахон, Нурия М. Пастор-Солер, Кеннет Р. Хэллоус, Эндрю П. МакМахон, Чжунвэй Ли. Генерация структурных почечных органоидов, которые повторяют систему собирательных трубочек взрослой почки из расширяющихся зачатков-предшественников мочеточников.. Природа связи, 2021; 12 (1) ДОИ: 10.1038/s41467-021-23911-5
