Успех австралийских ученых: почки из человеческих стволовых клеток

Выращенная из человеческих индуцированных плюрипотентных стволовых клеток мини-почка – аналог почки пятинедельного эмбриона. (Фото: Gemma Ward/UQ)

Ученые из Университета Квинсленда (University of Queensland) объявили о сделанным ими огромном шаге вперед в лечении хронической болезни почек: они вырастили мини-почку из человеческих индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. Этот прорыв открывает путь к повышению эффективности лечения пациентов с заболеваниями почек и предвещает хорошее будущее такой области, как медицинская биоинженерия.

«Каждый третий австралиец входит в группу риска развития хронической болезни почек и единственные из доступных в настоящее время методов лечения – это пересадка почки и диализ», - говорит руководитель исследования Мелисса Литтл (Melissa Little), профессор Института молекулярных бионаук (Institute for Molecular Bioscience, IMB) UQ, подчеркивая срочную необходимость разработки новых методов лечения почечных заболеваний.

«Только один из четырех пациентов получит донорский орган, а диализ представляет собой лечение в непрерывном режиме. Мы должны улучшить результаты лечения пациентов с этим тяжелейшим заболеванием, которое обходится Австралия в $ 1,8 млрд. в год».

Австралийские исследователи разработали протокол, стимулирующий дифференциацию стволовых клеток в клетки всех необходимых типов и их дальнейшую самоорганизацию в мини-почки.

Группа ученых, вырастивших мини-почку из стволовых клеток: профессор Мелисса Литтл, д-р Джессика Вансламбрук (Jessica Vanslambrouck) и д-р Минору Такасато (Minoru Takasato). (Фото: UQ)

«В ходе самоорганизации различные типы клеток располагаются относительно друг друга таким образом, что создают сложные структуры, существующие внутри органа, в данном случае, в почке», - продолжает профессор Литтл. «Тот факт, что такие популяции стволовых клеток могут самоорганизовываться в лабораторных условиях, предвещает хорошее будущее тканевой биоинженерии, целью которой является замена поврежденных и больных органов и тканей».

Ключом к достижению этого результата стали идеально подобранные комбинации молекул, называемых факторами роста.

Обеспечивая стволовые клетки в определенное время определенными концентрациями ростовых факторов, ученые смогли заставить их расти и дифференцироваться в процессе, имитировавшем нормальное развитие.

Профессор Литтл потратила годы, исследуя, какие гены включены или выключены в процессе развития почек.

Выращенную из стволовых клеток мини-почку изучают д-р Джессика Вансламбрук и директор Института молекулярных бионаук Брэндон Вэйнрайт. (Фото: Andrew Seymour/News Limited)

«Мы должны были провести клетки через все стадии, которые они обычно проходят в процессе развития», - объясняет ученый. «Что нужно добавить, нам подсказывало то, что обычно происходит в ходе развития».

Первоначальной целью ученых было добиться дифференциации стволовых клеток только в один тип клеток почек. Но они с удивлением обнаружили, что образовалось два ключевых типов клеток, каждый из которых необходим для формирования органа.

Результатом этого успеха было то, что оказавшиеся способными к самоорганизации клетки создали свойственную почкам сложную структуру размером в несколько миллиметров.

«Она гораздо меньше, чем взрослая почка. По-существу, это маленькая развивающаяся почка», - комментирует Литтл.

Эти результаты превзошли недавнее достижение американских ученых, также опубликованное в журнале Nature Cell Biology.

По словам Литтл, «то, что получили мы, – это гораздо более сложный набор клеток. С точки зрения того, что возможно на сегодняшний день, это огромный шаг вперед.

Мини-почка, выращенная из стволовых клеток. (Фото: stemcellsaustralia.edu.au)

Директор Институт молекулярных бионаук Брэндон Вэйнрайт (Brandon Wainwright) считает исследование «очень перспективным».

«Это звучит как научная фантастика, но Мелисса и ее коллеги показали, что вырастить почку в чашке Петри, начав с клеток кожи человека, действительно можно», - говорит профессор Вэйнрайт.

Профессор Литтл предупреждает, что прежде чем этот метод будет готов к клиническим испытаниям на людях, предстоит пройти долгий путь, но они уже сделали впечатляющий шаг вперед.

Кроме того, в ближайшем будущем это достижение может быть использовано для выращивания мини-почек, выступающих в роли «морских свинок». Это даст огромную экономию средств и времени при испытаниях кандидатных лекарственных препаратов, не связанных с почечными заболеваниями. Литтл и ее коллеги уже ведут переговоры с коммерческими партнерами о развитии этой технологии.

Поздравляя профессора Литтл, министр науки и инноваций Квинсленда Йэн Вокер (Ian Walker) сказал, что биомедицинские исследования имеет важнейшее значение в обеспечении более здорового будущего для жителей Квинсленда. Он уверен, что «исследование группы ученых из IMB является важной вехой в разработке более эффективных методов лечения хронической болезни почек, дающей больным с этим заболеванием уверенность в том, что они смогут жить полноценной и продуктивной жизнью».

По материалам

UQ researchers grow kidney from stem cells

Queensland researchers grow tiny kidneys renewing hopes of replacing diseased organs with lab-grown ones

Miniature kidney grown in a dish

Оригинальная статья:

M. Takasato, P. X. Er, M. Becroft, J. M. Vanslambrouck, E. G. Stanley, A. G. Elefanty, M. H. Little. Directing human embryonic stem cell differentiation towards a renal lineage generates a self-organizing kidney

© «Успех австралийских ученых: почки из человеческих стволовых клеток». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на страницу Стволовые клетки.

Из человеческих стволовых клеток впервые выращены «мини-почки»