Стволовые клетки человека превратились у мышей в почечный нефрон, который фильтровал кровь подобно настоящей почке.
В последнее время мы все чаще слышим про так называемые органоиды – миниатюрные органы (или части органов), выращенные в пробирке с помощью клеточных технологий. Это может быть небольшой кусочек поджелудочной железы вместе с инсулинсинтезирующими клетками, или эпителиальная ворсинка кишечника, или микроскопический фрагмент желудка, или даже кусочек коры мозга. Несмотря на свои крохотные размеры, такие органоиды обладают сложной структурой – они состоят из разных типов клеток, которые расположены так же, как в настоящем органе, и вполне способны выполнять те же функции.
Исследователи из Манчестерского университета сообщают в статье в Stem Cell Reports, что им удалось создать таким образом кусочек человеческой почки. Под кусочком тут подразумевается нефрон – структурная и функциональная единица почки.
В нефроне из крови сначала фильтруются все ненужные вещества и избыток воды, а потом в кровь обратно всасываются полезные вещества, которые попали в отходы, и – частично – вода; в результате получается сравнительно концентрированная моча.
Нефрон выглядит как клубочек с отходящими от него длинными канальцами; клубочек, или гломерула – это комок капилляров в эпителиальной капсуле, где и происходит фильтрация крови. От капсулы отходит длинный каналец, который по-разному устроен и по-разному называется на протяжении своей длины; в канальце, как мы только что сказали, некоторые вещества возвращаются обратно в кровь (а некоторые продолжают уходить из крови в мочу).
Как видим, нефрон – довольно сложная структура, тем не менее Сьюзан Кимбер (Susan J. Kimber) и ее коллегам удалось сделать его в лабораторных условиях. Строительным материалом стали человеческие стволовые клетки – те из них, которые называются плюрипотентными и которые могут превращаться в абсолютно любые типы клеток. В питательную среду им добавляли сигнальные молекулы, которые направляют клеточное развитие в почечную сторону. Чтобы клетки росли компактно и чтобы их потом можно было легко пересадить мышам, их держали в гелеобразной субстанции.
Через некоторое время комки геля с клетками вживляли под кожу животным (стоит уточнить, что предварительно мышам ослабляли иммунитет, чтобы он не набросился на чужеродные элементы – пересаживаемые клетки ведь были человеческими). Через три месяца исследователи обнаружили у мышей нефроны, у которых была и эпителиальная капсула с кровеносными капиллярами, и все необходимые канальцы. Когда мышам вводили краситель – так, чтобы он попал в капилляры «микропочки» – то краситель вскоре отфильтровывался из крови, иными словами, органоид работал как настоящий.
Правда, стоит уточнить, что у мышей появились всего несколько сотен нефронов, тогда как в настоящей почке их около миллиона. И, хотя «микропочка» подключилась к кровеносным сосудам мыши, подключение было не такое, как у обычной почки: нефроны не сумели подсоединиться к крупным артериям, и потому фильтрация крови шла не в полную силу. Наконец, у настоящей почки есть система для сбора и отвода мочи, чего тут опять же не было.
Впрочем, у исследователей пока что не было цели вырастить полноценный орган, да и невозможно было бы это сделать в мышах. Важно, что тут удалось создать структурный элемент почки, который выполняет главную работу и который можно изучать вживую, так сказать, в естественной среде обитания.
Более того, можно надеяться, что в перспективе дело не ограничиться лишь исследовательскими целями, и что здоровые почки для больных можно будет выращивать – целиком или хотя бы частично – прямо в лаборатории.
