Американские ученые вырастили из стволовых клеток клетки почечных канальцев

Человеческие плюрипотентные стволовые клетки дифференцировались в клетки, экспрессирующие маркеры промежуточной мезодермы. Клетки, экспрессирующие PAX2, помечены зеленым, экспрессирующие LHX1, – красным. (Фото: Bonventre Lab)

Ученые Гарвардского института стволовых клеток (Harvard Stem Cell Institute) добились дифференциации стволовых клеток в клетки почечных канальцев. Это значительный шаг вперед к лечению почечной недостаточности методами регенеративной медицины, которые в будущем должны прийти на смену диализу и трансплантации. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of the American Society of Nephrology.

Хроническая болезнь почек – одна из глобальных проблем общественного здравоохранения. При прогрессировании болезни до стадии почечной недостаточности выбор вариантов лечения ограничен диализом и трансплантацией почек. Регенеративная медицина, включающая в себя восстановление ткани или органа или замену их новыми, может стать многообещающей альтернативой.

Жозеф Бонвантр (Joseph Bonventre), MD, PhD. (Фото: HSCI)

Руководитель исследования Жозеф Бонвантр (Joseph Bonventre), MD, PhD, и его коллеги занимались разработкой стратегии дифференциации человеческих плюрипотентных – эмбриональных и индуцированных – стволовых клеток в клетки почек в течение последних пяти лет.

«Нашей целью было разработать простой, эффективный и воспроизводимый метод дифференциации человеческих плюрипотентных стволовых клеток в клетки промежуточной мезодермы – самой ранней ткани развивающегося эмбриона, которой суждено развиться в почки», - комментирует исследование первый автор статьи Алберт Лэм (Albert Lam), MD, отмечая, что эти клетки станут «стартовыми блоками» для получения более специализированных клеток почек.

Исследователи разработали коктейль из химических веществ, который при добавлении к стволовым клеткам заставляет их выключать гены эмбриональных стволовых клеток и включать гены клеток почек в той же последовательности, в какой это происходит в период эмбрионального развития органа.

(Рис. doi:10.1038/nrg842)

Исследователям удалось дифференцировать как эмбриональные, так и индуцированные плюрипотентные стволовые клетки человека в клетки, экспрессирующие PAX2 и LHX1 – два ключевых маркера промежуточной мезодермы. Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки были получены методом перепрограммирования фибробластов, взятых из биопсийных образцов кожи, что делает этот метод применимым в персонализированной медицине, где исходные клетки могут быть получены из клеток кожи конкретного пациента. Эти дифференцированные клетки экспрессировали несколько генов, характерных для промежуточной мезодермы, и могли спонтанно дать начало трубчатым структурам, экспрессирующим маркеры зрелых почечных канальцев. Затем исследователи дифференцировали их в клетки, экспрессирующие SIX2, SALL1 и WT1, важные маркеры метанефрической шляпочной мезенхимы, критической стадии дифференцировки почек. В период эмбрионального развития уплотненная метанефрическая мезенхима содержит популяцию клеток-предшественников, дающих начало почти всем эпителиальным клеткам почки.

При пересадке во взрослые или эмбриональные почки мыши эти клетки продолжает вести себя как клетки почек, давая надежду, что ученым когда-нибудь удастся создать почечные ткани, способные функционировать в организме пациента при 100-процентой иммунной совместимости.

«Мы считаем, что успешное получение клеток-предшественников почек или функциональных почечных клеток из человеческих плюрипотентных стволовых клеток окажет огромное влияние на целый ряд клинических и трансляционных приложений, включая биоинженерию почечных тканей, разработку вспомогательных устройств для лечения острой и хронической болезни почек, оценку токсичности препаратов, скрининг новых лекарственных средств и моделирование почечных болезней человека»,- заключает доктор Лэм.

По материалам

HSCI researchers generate kidney tubular cells from stem cells

Оригинальная статья:

Albert Q. Lam, Benjamin S. Freedman, Ryuji Morizane, Paul H. Lerou, M. Todd Valerius, Joseph V. Bonventre. Rapid and Efficient Differentiation of Human Pluripotent Stem Cells into Intermediate Mesoderm That Forms Tubules Expressing Kidney Proximal Tubular Markers

© «Американские ученые вырастили из стволовых клеток клетки почечных канальцев». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на страницу Стволовые клетки.