В исследовании, опубликованном в журнале Cell Stem Cell , ученые Университета Южной Калифорнии сообщают о значительном прогрессе в культивировании клеток-предшественников нефронов (NPC), клеток, предназначенных для формирования фильтрационной системы почек, нефронов. NPC открывают огромные перспективы для понимания развития почек, моделирования заболеваний и открытия новых методов лечения.

«Расширяя наши возможности выращивать NPC из стволовых клеток человека , мы создаем новый путь для понимания и борьбы с врожденными заболеваниями почек и раком», — сказал ведущий автор Чжунвэй Ли, доцент кафедры биологии стволовых клеток и регенеративной медицины. в Медицинской школе Кека Университета Южной Калифорнии.

В ходе исследования постдоки лаборатории Ли Бяо Хуан и Цзыпэн Цзэн и их коллеги усовершенствовали химический коктейль для создания и выращивания NPC в лаборатории.

Этот улучшенный коктейль обеспечивает устойчивый рост как мышей, так и человеческих NPC в простом двухмерном формате. Это значительное улучшение по сравнению с предыдущей трехмерной системой, которая была не только более громоздкой, но и ограничивала возможности редактирования генома клеток.

Коктейль также обеспечивает экспансию индуцированных NPC (iNPC) из плюрипотентных стволовых клеток человека. Эти iNPC очень похожи на местных NPC-людей. При таком подходе iNPC можно получить у любого человека, начиная с простой биопсии крови или кожи. Этот подход будет способствовать созданию моделей заболеваний почек, специфичных для каждого пациента, и активизирует усилия по выявлению препаратов, нацеленных на нефроны.

Более того, этот коктейль достаточно силен, чтобы перепрограммировать дифференцированный тип клеток почек, известный как подоцит, в состояние, подобное NPC.

Демонстрируя практическое применение своего открытия, ученые провели редактирование генома неигровых персонажей для выявления генов, связанных с развитием почек и заболеваниями. Этот скрининг выявил ранее вовлеченные гены, а также новых кандидатов.

В ходе дальнейшей демонстрации ученые внедрили в NPC генетические мутации, ответственные за поликистоз почек (ПБП). Эти NPC развились в структуры мини-почек, известные как органоиды, с кистами — отличительным симптомом поликистозной болезни почек. Затем команда использовала органоиды для выявления веществ, подобных лекарствам, которые ингибируют образование кист.

«Этот прорыв имеет потенциал для продвижения исследований почек во многих важных направлениях — от ускорения открытия лекарств до раскрытия генетических основ развития почек , болезней и рака», — сказал Ли. «Важно то, что он также обеспечивает поставки NPC в качестве важнейших строительных блоков для создания синтетических почек для заместительной почечной терапии».