Vědci pěstují lidské ledvinové organoidy z kmenových buněk a odrážejí vývoj ledvin plodu v průběhu měsíců

Vědci z Sheba Medical Center a Tel Aviv University poprvé rostli poprvé lidské ledvinové organoidy (syntetická kultura 3D orgánů) z tkáňových kmenových buněk v laboratoři a odrážely vývoj lidských plodů ledvin.

Ledvina rostla a vyvíjela se v průběhu měsíců, což umožňuje vědcům vidět vývoj orgánu v reálném čase, izolovat geny, které vedou k vrozeným vadám, vyvinout nové ošetření v oblasti regenerativní medicíny a otestovat toxicitu léků během těhotenství na ledvinách plodu.

Příspěvek popisující tento výzkum je Publikováno v Embo Journal.

Současný model dozrál a zůstal stabilní více než půl roku. Předchozí ledvinové organoidy napodobující vývoj se zhroutil během čtyř týdnů. To umožňuje dlouhodobý výzkum a lékařské testování na modelech ledvin.

Je to také nejčistší organoid ledvin, jaký kdy byl vyvinut, bez křížové kontaminace z vývoje kmenových buněk. Předchozí modely používající Pluripotentní kmenové buňky by vyvinul jiné buněčné struktury v důsledku nestabilní povahy kmenových buněk. Nový organoid exprimuje pouze ledvinové buňky, což umožňuje jasné experimenty s příčinou a následkem.

Studie vedl prof. Benjamin Dekel, ředitel pediatrické nefrologické jednotky a výzkumný ústav kmenových buněk v dětské nemocnici Safra v Sheba Medical Center a ředitel Centra pro regenerativní medicínu Sagol na Tel Aviv University. Na studii se také podíleli na doktorském studentovi Dr. Michael Namestannikov, absolvent lékařské researcher Track na šedé fakultě lékařských a zdravotnických věd na Tel Aviv University, a Dr. Osnat Cohen-Sontag, výzkumný spolupracovník ve společnosti SHEBA Medical Center, v rámci výzkumné skupiny Dekela.

„Život začíná pluripotentními kmenovými buňkami, které se mohou rozlišit na jakoukoli buňku v těle,“ vysvětluje Prof. Dekel. „V minulosti byli schopni pěstovat organoidy-3D kultury podobné orgánu-tím, že produkovali takové obecné kmenové buňky a třídili je do ledvin, ale asi po měsíci zemřel ledvina v kultuře a proces musel být znovu zahájen.

„Asi před deseti lety byla moje výzkumná skupina schopna poprvé izolovat kmenové buňky lidské ledviny, které jsou zodpovědné za růst vyvíjejícího se orgánu. Nyní jsme poprvé uspěli v pěstování lidské ledviny ve formě organoidu z specifických kmenových buněk ledvin, a to je paralelně s maturačním procesem v uterus uterus.“

Vědci pěstují organoidy v laboratorních podmínkách pro studium orgánů způsoby, které nejsou u lidí možné, ale organoidy odvozené z pluripotentních kmenových buněk často obsahují nežádoucí buňky nesouvisející se studovaným orgánem, které kontaminují experimentální data. Organoid Dekela rostl z kmenových buněk tkáně ledvin „čistým“ způsobem, protože tyto kmenové buňky se rozlišují výhradně na tkáň ledvin. Tyto buňky se vyvinuly do různých typů ledvinových buněk a více než půl roku tvořily různé tkáně ledviny, jako jsou buňky krve a ledviny a močové kanály, což je proces známý jako tubulogeneze.

„Rostoucí struktury ledvin plodu může obecně vrhnout nové světlo na biologické procesy, a zejména na procesy, které vedou k onemocněním ledvin,“ říká Prof. Dekel. „A když jsme selektivně zablokovali určité signální dráhy (v organoidu), viděli jsme, jak to vedlo k vrozené vadě. Ve skutečnosti vidíme naživo, jak vývojový problém vede k onemocněním ledvin, které jsou pozorovány na klinice, což umožní rozvoj inovativních léčebných postupů.“

Důsledky jde daleko za hranice výzkumu.

„Skutečnost, že můžeme pěstovat kmenové kmenové buňky ledvin mimo tělo v průběhu času otevírá dveře regenerativní medicíně, tj. Přesazování tkáně ledvin pěstované v laboratoři – uvnitř těla nebo alternativně využívá signalizace signálů organoid vylučuje opravu a omlazení poškozené ledviny, “řekl prof. Dekel. ledviny vývoj a funkce. “

Průlom, jako je tento, představují jedinečné místo Izraele na světě, říká Prof. Dror Harats, předseda výzkumného úřadu SHEBA.

„V posledních letech jsme byli svědky pokusů o distancování Izraele od mezinárodních center vlivu a vědecké úspěchy tohoto druhu připomínají, že náš příspěvek k lékařskému a vědeckému výzkumu je významný a nepochybný.“