Исследователи успешно уговорили стволовые клетки стать клетками почечных канальцев, что является значительным шагом вперед на пути к сегодняшнему дню использования регенеративной медицины вместо диализа и трансплантации для лечения почечной недостаточности. Результаты опубликованы в Журнале Американского общества нефрологов (JASN).
Хроническая болезнь почек является серьезной проблемой глобального общественного здравоохранения, и когда пациенты прогрессируют до почечной недостаточности, их варианты лечения ограничиваются диализом и трансплантацией почки. Регенеративная медицина, включающая восстановление или восстановление тканей и органов, может предложить многообещающую альтернативу.
Альберт Лам, доктор медицинских наук, Бенджамин Фридман, доктор философии, Рюдзи Моризейн, доктор медицины, доктор философии (Бригам энд Женская больница), и их коллеги в течение последних пяти лет работали над разработкой стратегий, позволяющих задействовать плюрипотентные стволовые клетки человека, особенно эмбриональные стволовые клетки человека (ES ) клеток и индуцированных человеком плюрипотентных стволовых (iPS) клеток – в клетки почек с целью регенерации почек.
"Нашей целью было разработать простой, эффективный и воспроизводимый метод дифференциации плюрипотентных стволовых клеток человека в клетки промежуточной мезодермы, самой ранней ткани в развивающемся эмбрионе, которой суждено дать начало почкам," сказал доктор. Лам. Он отметил, что эти клетки будут "стартовые блоки" для получения более специфичных клеток почек.
Исследователи обнаружили смесь химических веществ, которые при добавлении к стволовым клеткам в точном порядке заставляют их отключать гены, обнаруженные в ES-клетках, и включать гены, обнаруженные в клетках почек, в том же порядке, в котором они включаются во время эмбрионального развития почек.
Исследователи смогли дифференцировать как человеческие ES-клетки, так и человеческие iPS-клетки в клетки, экспрессирующие PAX2 и LHX1, два ключевых маркера промежуточной мезодермы. Клетки iPS были получены путем преобразования фибробластов, полученных из биопсий кожи взрослого человека, в плюрипотентные клетки, что делает методы применимыми к персонализированным подходам, при которых исходные клетки могут быть получены из клеток кожи пациента. Дифференцированные клетки экспрессировали несколько генов, экспрессируемых в промежуточной мезодерме, и могли спонтанно давать тубулярные структуры, которые экспрессировали маркеры зрелых почечных канальцев. Затем исследователи могли дифференцировать их дальше в клетки, экспрессирующие SIX2, SALL1 и WT1, важные маркеры мезенхимы метанефрической шапки, критической стадии дифференцировки почек. В процессе развития почек мезенхима метанефрического колпачка содержит популяцию клеток-предшественников, которые дают начало почти всем эпителиальным клеткам почки.
Клетки также продолжали вести себя как клетки почек при трансплантации в почки взрослой или эмбриональной мыши, давая надежду на то, что исследователи однажды смогут создать ткани почек, которые будут функционировать у пациента и будут на 100% иммуносовместимы.
"Мы считаем, что успешное получение почечных клеток-предшественников или функциональных почечных клеток из плюрипотентных стволовых клеток человека окажет огромное влияние на множество клинических и трансляционных приложений, включая биоинженерию почечной ткани, вспомогательные устройства для почек для лечения острых и хронических повреждений почек, лекарственные препараты. скрининг на токсичность, поиск новых терапевтических средств и моделирование заболеваний почек человека," сказал доктор. Лам.