В журнале Cell Stem Cell опубликовано исследование Наньянского технологического университета (Nanyang Technological University − NTU), посвященное органоидам почек. Исследованием руководили профессор Фу Цзя Ни и его ассистент Ся Юнь.
Международная группа ученых пришла к выводу, что «мини-почки», выращенные из клеток пациента, возможно использовать для тестирования ряда лекарственных препаратов и проведения исследований, призванных помочь в определении наилучшей индивидуальной стратегии лечения. Об этом говорится в заявлении NTU для СМИ. Отмечается важность индивидуального подхода к лечению, поскольку генетические особенности, которые являются фактором возникновения почечной недостаточности, различаются у разных пациентов. Кроме этого, ученые подчеркивают, что использование органоидов почек для проверки терапевтического действия ЛС устраняет необходимость проведения скрининга непосредственно на пациентах.
В рамках исследования в лаборатории Наньянского технологического университета была создана миниатюрная версия почек, диаметром от 1 до 2 мм. В качестве материала использовались клетки кожи пациентов с общей наследственной причиной почечной недостаточности – поликистоз. Это генетическое заболевание, при котором в почке развиваются множественные кисты. Клетки выращивали вне тела человека, лабораторным способом, и «перепрограммировали» для получения плюрипотентных, или самореплицирующихся стволовых клеток, которые при определенных заданных условиях могут развиваться в мини-почки, похожие на человеческие эмбриональные почки. Выращивание органоидов почек из индуцированных стволовых клеток – это перспективный путь, который может стать частью разработки планов лечения, специфичных для каждого пациента. Так, профессор Ся Юнь, который возглавлял исследование, отметил, что органоиды, выращенные из клеток пациента с наследственной поликистозной болезнью, позволили выяснить,какие препараты будут наиболее эффективными для этого конкретного пациента.
Этот подход может быть расширен для изучения других типов заболеваний почек, таких как диабетическая нефропатия − повреждение почек, вызванное диабетом. Профессор Хуан Карлос Изписуа Бельмонте из Института биологических исследований Солка в Сан-Диего, специалист по стволовым клеткам и сотрудник международной исследовательской группы, также высказали уверенность, что несмотря на то, что наука еще далека от использования почечных органоидов для заместительной терапии, однако проделанная работа – это уже шаг к цели.
В результате исследования был открыт новый источник стволовых клеток – нефроны, которые являются структурно-функциональной единицей почки. Ассистент медицины NTU профессор Фу Цзя Ни предложил, что изучение нефронов будет полезно для понимания механизмов развития почек, начиная с рождения. По его версии более высокий уровень нефронов в раннем возрасте может быть связан с некоторой степенью защиты от гипертонии и почечной недостаточности в более позднем возрасте, а тщательное понимание развития эмбриональной почки у человека может помочь в разработке способов повышения уровня нефрона на стадии развития плода.
На сегодняшний день ученые в разных странах научились выращивать из стволовых клеток миниатюрные аналоги пищевода, сердца и мозга. Эти модели серьезно облегчают изучение болезней и испытания новых препаратов.
Недавно исследователи из Утрехтского университета в Нидерландах (Utrecht University) использовали сходную технологию для выращивания органоидов почек на основе клеток, выделенных из мочи. Клетки также были «перепрограммированы» в необходимом ключе. Полученные структуры обладали набором характеристик, достаточным для моделирования развития наследственных и инфекционных заболеваний. Ученые также отмечали, что органоиды, выращенные из клеток пациента, могут помочь подобрать индивидуальную терапию рака.
Еще в 2014 году японским ученым удалось добиться формирования полноценных почек из стволовых клеток в организме крыс. На подготовку этого эксперимента у них ушло 15 лет. Это также стало серьезным шагом на пути разработки органоидов почек.
Подобные разработки ведутся и в отношении других органов. Так, например, в текущем году в Новосибирские ученые создали церебральные 3D-органоиды, благодаря которым исследователи могут наблюдать за тем, как развивается мозг у эмбриона в утробе матери. Сотрудники Института цитологии и генетики СО РАН изучают на этих моделях влияние гена CNTN6 на развитие головного мозга. В начале августа 2019 года исследователи из Трентского университета в Италии ( University of Trento) заявили, что им впервые удалось излечить муковисцидоз в органоидах, полученных из клеток людей.