צוות מחקר בהנהגת תאי גזע של USC השיג צעד גדול קדימה במאמץ לבנות כליות סינתטיות של עכברים ואנושיים. במאמר חדש שפורסם ב תא גזע תאהמדענים מתארים לייצר מבני כליות בוגרים ומורכבים יותר במעבדה, או אורגנים, מאי פעם.
זהו כלי מהפכני ליצירת מודלים מדויקים יותר לחקר מחלות כליות, הפוגע באחד מכל שבעה מבוגרים. זהו גם אבן דרך לקראת המטרה ארוכת הטווח שלנו לבנות כליה סינתטית פונקציונלית עבור יותר ממאה אלף החולים בארה"ב הממתינים להשתלה-התרופה היחידה למחלת כליות בשלב הסופי. "
Zhongwei li, סופר מקביל, פרופסור חבר לרפואה, וביולוגיה של תאי גזע ורפואה רגנרטיבית בבית הספר לרפואה של קק של USC
מדענים ממעבדת LI בנו בעבר אורגנואידים שהורכבו מנפרונים, יחידות הסינון של הכליה. הם גם ייצרו אורגנואידים הדומים לתעלות האיסוף של הכליה, המרכזות שתן.
כעת, בהובלתם של המחברים הראשונים ביאו הואנג, פדרו מדינה וזיפנג זנג ממעבדת LI, וג'ינקאן הוא מאוניברסיטת טונגג'י בשנגחאי, הצוות שילב בהצלחה את נפרון ואיסוף רכיבי צינור כדי לייצר את מה שדיברו "מכלולים".
המדענים התייחסו לראשונה לתנאים לגידול עכברים ומכלולים אנושיים במעבדה. לאחר מכן הם השתילו את העכבר והמכלולים האנושיים לעכברים חיים, שם הם גדלים עוד יותר את הבשירה, ופיתחו רקמות חיבור וכלי דם.
"על ידי התבגרות המכלולים בסביבה הילידית של הגוף, הגענו ליכולת הטבעית של תאי אבות הכליה להמציא את עצמם", אמר לי. "אנו מאמינים שזה יהיה מפתח להצליח במאמץ המורכב של בניית כליות סינתטיות פונקציונליות."
הן עכברים והן מכלולים אנושיים הציגו פונקציות דמויי כליות, כמו סינון דם, ספיגת חלבונים כמו אלבומין, היכולת להפריש הורמונים בכליות וסימנים מוקדמים של הפקת שתן.
בעוד שאורגנואידים כליים קודמים התבגרו רק לשלב עוברי, מכלולי העכבר השיגו את אותה רמת בגרות כמו כליה של עכבר שזה עתה נולד, המבוססת על פעילות גנים וסכמי מידה אחרים. מכלולים אנושיים התבגרו גם מעבר לשלב העוברי, אם כי לא ניתן היה לקבוע את רמת הבגרות המדויקת שלהם בגלל היעדר דגימות כליות אנושיות של יילודים זמינות.
המחקר מספק גם הוכחת מושג שמסכמים יכולים לשמש מודלים של נאמנות גבוהה לחקר מחלות כליות אנושיות מורכבות. כדוגמה, המדענים גידלו מכלולים אנושיים מתאים עם שינוי גנטי יחיד-אובדן של גן PKD2 פונקציונלי-הגורם למחלת כליות פוליציסטית דומיננטית אוטוזומלית, מצב גנטי בו הכליות מפתחות ציסטות גדולות מרובות הפוגעות בתפקודן. מכלולים חולים אלה צמחו לציסטות גדולות בכליות אנושיות בעכברים חיים והראו תכונות מחלות מורכבות כמו דלקת ופיברוזיס, שלא ניתן היה לדגמן לפני כן.
"המחקר שלנו מספק כלי חדש חזק ללימוד מגוון רחב של מחלות כליות מורכבות", אמר לי, "כמו גם בסיס חזק לכליות סינתטיות פונקציונליות הנדסיות כאפשרות מצילה חיים עבור החולים הזקוקים להם."
