Исследователи из Баптистского медицинского центра Уэйк Форест сообщают о прогрессе в их стремлении создать замену почек в лаборатории. Цель команд – использовать более 2600 почек, которые передаются ежегодно, но от них приходится отказываться из-за аномалий и других факторов. Ученые стремятся "рециркулировать" эти органы для создания индивидуальных почек для пациентов.
"Мы считаем, что два исследования, о которых мы сообщаем, предоставляют важную информацию для быстро развивающейся области биоинженерии органов применительно к почкам," сказал Джузеппе Орландо, М.D., Ph.D., хирург-трансплантолог и исследователь регенеративной медицины. Орландо – часть команды Института регенеративной медицины Уэйк Форест, которая занимается переработкой человеческих почек. Другая группа в институте делает то же самое со свиными почками.
Процесс начинается с промывания выброшенных органов мягким моющим средством для удаления всех клеток. Идея состоит в том, чтобы заменить эти клетки собственными стволовыми клетками почек пациента, сделав орган, специально созданный для этого, который не будет отторгаться и не потребует использования мощных лекарств против отторжения. Но являются ли органы подходящей платформой для инженерии после прохождения процесса удаления клеток??
Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи оценили, влияет ли процесс промывания на небольшой капиллярный мешок в почках, называемый клубочком. Эти сосуды, которые имеют жизненно важное значение для фильтрации загрязняющих веществ из организма почек, работают при давлении, которое как минимум в три раза выше, чем в других капиллярах организма. Ученые вводили смолу в конструкции, чтобы измерить размер сосудов, и использовали технологию пульсовой волны для измерения давления внутри сосудов. Исследователи также проверили структуры почек, чтобы увидеть, сохраняются ли в них факторы роста, которые играют важную роль в функционировании.
В журнале Transplantation исследовательская группа сообщает, что размер, структура и функция микрососудов в клубочках сохраняются после процесса удаления клеток. Кроме того, жизненно важные белки, известные как факторы роста, которые регулируют рост и функцию клеток, сохраняются в структурах почек.
"Эти факторы роста играют жизненно важную роль в формировании новых сосудов и клеток почек," сказал Орландо. "Тот факт, что они сохранены, означает, что они потенциально могут облегчить повторное заселение клеток в структуру и снизить вероятность образования сгустков."
В отдельном исследовании, опубликованном в журнале CellR4, команда сообщила о взаимодействиях, которые происходят, когда стволовые клетки помещаются в структуры почек, которые прошли процесс удаления клеток.
"Понимание взаимодействия между структурой почек и клетками, а также выбор типа клеток для использования – важная задача, которую необходимо решить, прежде чем можно будет изготовить и трансплантировать пациентам жизнеспособную и функционирующую структуру почек," сказал Орландо.
Команда высевала стволовые клетки, полученные из околоплодных вод, на срезы почечных структур. В этом первом исследовании, посвященном долгосрочным результатам этого процесса, ученые наблюдали, что стволовые клетки размножаются при размещении на структурах и являются функционально активными, о чем свидетельствует тот факт, что они секретируют химические вещества и факторы роста, участвующие в таких важнейших путях, как воспаление и образование новых кровеносных сосудов.
"Эти результаты показывают, что выброшенные человеческие почки являются подходящей платформой для создания замещающих почек и что при добавлении клеток эти структуры ведут себя как эффективная и жизнеспособная биосистема," сказал Орландо.
Следующие шаги исследователей – определить клетки, подходящие для регенерации сосудистого отдела почек, а также отдела почек, ответственного за фильтрацию крови.