Из стволовой клетки удалось вырастить органоид почки

Фото из открытых источников

Группа исследователей из Университета Южной Калифорнии разработала новую методику выращивания лабораторной ткани почки. Её научились воспроизводить через естественное развитие органа, что увеличит точность моделирования тканей, предназначенного для тестирования лекарств.

Органоидами называют трехмерные клеточные структуры, что имитируют строение и функции настоящих органов. Их ростом управляют искусственные клетки, что открывает новые возможности для лечения разных органов: печени, сердца или легких, чрез упрощение тестирования препаратов.

В ходе экспериментов специалисты объединили фундаментальную биологию и биоинженерию, что позволило заметно улучшить почечные органоиды. Детальное картирование развития человеческого органа дало возможность выявить ранее неизвестную ось развития, важную для организации нефронов — фильтрующих единиц почки. На базе этого открытия были созданы искусственные клетки-организаторы, воспроизводящие фрагмент естественной среды внутри органоида и направляющие стволовые клетки в структуры, что близки к естественным аналогам в теле эмбриона.

Последнее десятилетие биологи активировали самоорганизацию стволовых клеток, погружая образцы в однородный химический раствор. Новый метод иной: эксперты внедрили локальный кластер спроектированных клеток, способный точечно выделять контролируемое количество белков Wnt. Данные белки являются природными маяками, управляющими формированием почки. Программировать тип будущих клеток и физически направлять их рост позволяет локализованный сигнал. Нефроны притягиваются к источнику сигнала и повторяют геометрию реального органа, а при обычном химическом погружении это нереально.

Обнаружили эксперты и новую ось развития нефрона. Привычные органоиды не имели собирательных трубочек, поэтому развивались хаотично. Синтетические управляющие клетки создают поле, что решает данную проблему. Новый органоид гарантирует высокую воспроизводимость результатов, открывая пути к созданию функциональных органов для трансплантации.