Крысы с мышиными почками
Для пациентов с последними стадиями почечной недостаточности единственной надеждой на восстановление качества жизни является трансплантация почки. Однако из-за хронического дефицита донорских органов многие из этих пациентов не доживают до спасительной операции.
В последние годы исследователи активно трудятся над разработкой методов выращивания здоровых органов вне организма человека. Один из таких методов, известный как комплементация бластоцист, уже демонстрирует многообещающие результаты. Ученые выделяют бластоцисты – кластеры клеток, сформировавшиеся через несколько дней после оплодотворения, – мутантных животных, не имеющих определенных органов, и вводят в них стволовые клетки нормального донора, не обязательно той же видовой принадлежности. После этого стволовые клетки дифференцируются и формируют в организме развивающегося животного недостающий орган. Получившийся орган сохраняет характеристики донора стволовых клеток и потенциально пригоден для трансплантации.
Изначально японские исследователи из Национального института физиологических наук использовали метод комплементации бластоцист для выращивания крысиных поджелудочных желез в организме мутантных мышей, не имеющих этого органа. Впоследствии они решили попробовать адаптировать данный метод для выращивания функциональных почек, что, из-за большого дефицита донорских органов, принесло бы значительно больше пользы в сфере регенеративной медицины.
Первые попытки вырастить крысиные почки в организме мышей не увенчались успехом, так как крысиные стволовые клетки не дифференцировались в два основных типа клеток, необходимых для формирования почек. Однако в противоположном сценарии мышиные стволовые клетки эффективно дифференцировались и формировали базовые структуры почек внутри крысиных бластоцист, не способных к формированию собственных почек из-за дефекта в гене Sall1.
После имплантации псевдобеременным крысам комплементированные бластоцисты созревали в нормальные эмбрионы. Важно отметить, что более двух третей рождавшихся в результате детенышей имели пару почек, сформировавшихся из мышиных стволовых клеток. Дальнейший скрининг продемонстрировал структурную интактность почек, не меньше половины которых потенциально обладала способностью к продукции мочи. К сожалению, все химерные крысята быстро погибли из-за неспособности сосать молоко в силу врожденной аносмии (отсутствия обоняния). Исследователи считают, что в будущем этой проблемы можно избежать путем инактивации другого гена, необходимого для формирования почек.
По словам авторов, результаты проведенной ими работы подтверждают, что межвидовая комплементация бластоцист является жизнеспособным методом получения функциональных почек. Возможно, в будущем данный подход удастся приспособить для выращивания человеческих почек из стволовых клеток в организмах животных. Это позволит продлить жизнь и улучшить ее качество для миллионов людей во всем мире.
Статья Teppei Goto et al. Generation of pluripotent stem cell-derived mouse kidneys in Sall1-targeted anephric rats опубликована в журнале Nature Communications.
Евгения Рябцева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам National Institute for Physiological Sciences: Researchers One Step Closer to Growing Made-to-Order Human Kidneys.