Из стволовой клетки выращен органоид почки человека

Ученые из Университета Южной Калифорнии создали новый метод получения лабораторной ткани почки. Они научились выращивать структуры, повторяющие естественное развитие органа. Технология повысит точность моделирования тканей для тестирования лекарств.

Органоиды — это трехмерные клеточные структуры, имитирующие строение и функции реальных органов. Применение искусственных клеток для управления их ростом открывает перспективы не только для лечения почек. Подход можно использовать для направленного выращивания тканей печени, сердца или легких, что упростит тестирование препаратов.

Исследователи объединили фундаментальную биологию и биоинженерию для улучшения почечных органоидов. В ходе детального картирования развития человеческого органа они обнаружили ранее неизвестную ось развития, важную для организации нефронов — фильтрующих единиц почки. На основе этого открытия созданы особые искусственные клетки-организаторы. Эти синтетические элементы воспроизводят фрагмент естественной среды внутри развивающегося органоида и направляют развитие стволовых клеток в структуры, максимально близкие к настоящим анатомическим аналогам в теле эмбриона.

Последние десять лет биологи подталкивали стволовые клетки к самоорганизации, погружая образец в однородный химический раствор. Новая методика предлагает иной путь: исследователи внедрили локальный кластер спроектированных клеток, который точечно выделяет строго контролируемое количество белков Wnt. Эти белки служат природными маяками, управляющими формированием почки. Локализованный сигнал не только программирует тип будущих клеток, но и физически направляет их рост. Нефроны притягиваются к источнику сигнальных белков, полностью повторяя геометрию реального органа, чего невозможно добиться обычным химическим погружением.

Важным результатом стало обнаружение новой оси развития нефрона. Традиционные лабораторные органоиды были лишены собирательных трубочек (выводных протоков) и развивались хаотично. Внедрение синтетических управляющих клеток создает мощное поле, решающее эту проблему. Новый органоид обеспечивает высокую воспроизводимость результатов экспериментов и открывает путь к созданию полноценных функциональных органов для трансплантации.