Из стволовой клетки выращен органоид почки человека

Исследователи из Университета Южной Калифорнии разработали новый метод выращивания лабораторной ткани почки. Полученные структуры воспроизводят естественное развитие органа, что повысит точность моделирования тканей для тестирования лекарств.

Органоиды представляют собой трехмерные клеточные структуры, имитирующие строение и функции реальных органов. Искусственные клетки управляют их ростом, открывая возможности для лечения не только почек. Подход применим для выращивания тканей печени, сердца или легких, упрощая тестирование препаратов.

В ходе исследования ученые объединили фундаментальную биологию и биоинженерию для улучшения почечных органоидов. При детальном картировании развития человеческого органа была обнаружена ранее неизвестная ось развития, важная для организации нефронов — фильтрующих единиц почки. На основе этого созданы искусственные клетки-организаторы, которые воспроизводят фрагмент естественной среды внутри органоида и направляют стволовые клетки в структуры, близкие к анатомическим аналогам в теле эмбриона.

Последние десять лет биологи подталкивали стволовые клетки к самоорганизации, погружая образец в однородный химический раствор. Новая методика иная: внедрен локальный кластер спроектированных клеток, точечно выделяющий контролируемое количество белков Wnt. Эти белки — природные маяки, управляющие формированием почки. Локализованный сигнал программирует тип будущих клеток и физически направляет их рост. Нефроны притягиваются к источнику сигнала, повторяя геометрию реального органа, что невозможно при обычном химическом погружении.

Обнаружена новая ось развития нефрона. Традиционные органоиды были лишены собирательных трубочек и развивались хаотично. Внедрение синтетических управляющих клеток создает поле, решающее эту проблему. Новый органоид обеспечивает высокую воспроизводимость результатов и открывает путь к созданию полноценных функциональных органов для трансплантации.