Reklama.
Reklama.
Reklama.
Stworzono pierwszą nerkę w 3D!
Co 10 Polak ma chore nerki. Co więcej, aż 95% pacjentów z przewlekłą niewydolnością nerek umiera, gdyż choroba pozostaje niewykryta. Ok. 2,5% chorych diagnozowanych jest w zaawansowanym stadium schorzenia. Nie jest to jedynie problem polskiego społeczeństwa. Zdaniem US National Institute of Diabetes and Digestive Kidney Disease (Amerykański Instytut Cukrzycy, Chorób Układu Trawienia i Nerek), ponad 20 mln dorosłych Amerykanów cierpi na jedną z przewlekłych chorób nerek. Oznacza to nie tylko konieczność zwiększenia świadomości prozdrowotnej społeczeństw, ale także opracowania nowych metod terapeutycznych. Pierwszym krokiem na drodze do odwrócenia niekorzystnych trendów może okazać się miniaturowa nerka w 3D, stworzona przez kalifornijskich badaczy z ludzkich komórek macierzystych.
Reklama.
Jak wygląda trójwymiarowa nerka?
Jak podają naukowcy z Salk Institute for Biological Studies (Instytut Badań Biologicznych Salk) w Kalifornii, miniaturowe nerki mogą pozwolić na zgłębienie dróg rozwoju chorób nerek i doprowadzić do stworzenia nowych leków dla wspomnianych schorzeń. Badacze zaznaczają, że chociaż w tym roku zaprojektowano już prekursor komórki nerki w oparciu o komórki macierzyste, zespół z Salk Institute jako pierwszy stworzył struktury komórkowe 3D, które podobne są do komórek nerki człowieka.
Jak podają naukowcy z Salk Institute for Biological Studies (Instytut Badań Biologicznych Salk) w Kalifornii, miniaturowe nerki mogą pozwolić na zgłębienie dróg rozwoju chorób nerek i doprowadzić do stworzenia nowych leków dla wspomnianych schorzeń. Badacze zaznaczają, że chociaż w tym roku zaprojektowano już prekursor komórki nerki w oparciu o komórki macierzyste, zespół z Salk Institute jako pierwszy stworzył struktury komórkowe 3D, które podobne są do komórek nerki człowieka.
Jak tłumaczą badacze, struktury 3D, które zaprezentowano w magazynie „Nature Cell Biology”, ukazują, że pluripotentne komórki macierzyste (zdolne do przekształcenia się w dowolny typ komórek organizmu) mogą zmienić się w komórki podobne do tych budujących nerkę we wczesnym etapie jej rozwoju. Następnie, przekształcane są w struktury 3D na drodze hodowli narządów. Zespół badawczy stworzył nerkę i przy użyciu ludzkich zarodkowych komórek macierzystych, i indukowanych pluripotentnych komórek macierzystych – komórek człowieka pobranych ze skóry, które zostały „przeprogramowane do stanu pluripotentnego”.
W ten sposób badaczom udało się wykreować komórki, które posiadały właściwości pluripotentne i były w stanie zróżnicować się do mezodermy – warstwy zarodkowej, z której rozwija się nerka. W celu wyhodowania zarodkowych komórek macierzystych i komórek pluripotentnych naukowcy wykorzystali czynnik wzrostu, który odgrywa istotną rolę w naturalnym procesie rozwoju nerek. Jak tłumaczą specjaliści, sygnały pochodzące z tych czynników, które opisują jako cząsteczki nadzorujące przekształcanie komórek macierzystych w poszczególne rodzaje tkanki, wystarczyły, aby upodobnić je do komórek nerki w 4 dni.
Poprzez hodowlę komórek progenitorowych (pośrednich między komórkami macierzystymi a komórkami zróżnicowanymi) wraz z komórkami nerek myszy, badacze stworzyli struktury zbliżone do struktur budujących rozwijającą się nerkę. Jak podają naukowcy, komórki pochodzące od myszy dostarczyły odpowiednich sygnałów rozwojowych ludzkim komórkom macierzystym, co pozwoliło przekształcić je w trójwymiarowe struktury nerek.
Zastosowanie innowacyjnej struktury
Badacze przeprowadzili testy na pluripotentnych komórkach macierzystych pacjentów ze zdiagnozowaną chorobą policystycznych nerek, zauważając, że za ich pomocą możliwe jest stworzenie struktur nerkowych 3D. Zespół policystycznych nerek jest chorobą, w wyniku której na narządzie tworzą się liczne cysty wypełnione płynem. Ze względu na objawy schorzenia, praktycznie niemożliwe jest jego leczenie przy użyciu genów czy przeciwciał. Dlatego też, zdaniem autorów badania, struktury 3D mogą okazać się pomocne w testach nad lekami przeciw temu i innym schorzeniom nerek.
Badacze przeprowadzili testy na pluripotentnych komórkach macierzystych pacjentów ze zdiagnozowaną chorobą policystycznych nerek, zauważając, że za ich pomocą możliwe jest stworzenie struktur nerkowych 3D. Zespół policystycznych nerek jest chorobą, w wyniku której na narządzie tworzą się liczne cysty wypełnione płynem. Ze względu na objawy schorzenia, praktycznie niemożliwe jest jego leczenie przy użyciu genów czy przeciwciał. Dlatego też, zdaniem autorów badania, struktury 3D mogą okazać się pomocne w testach nad lekami przeciw temu i innym schorzeniom nerek.
Wykorzystane w badaniu strategie różnicowania komórkowego stanowią podstawę modelowania chorób i testów nad lekami – mówi starszy autor badania, Juan Carlos Izpisua Belmonte z laboratorium działającego przy Salk Institute. Choroby nerek stanowią jeden z najpoważniejszych problemów zdrowotnych na świecie, który jak dotąd pozostaje niewyjaśniony. Wskutek uszkodzeń spowodowanych schorzeniami, narząd ten praktycznie nigdy nie odzyskuje dawnych funkcji. Dlatego też, każda dodatkowa informacja na temat rozwoju nerek i ich fizjologii jest na wagę złota. Jak podkreślają badacze z Salk Institute, poczynione odkrycie stanowić będzie punkt wyjścia dla przyszłych eksperymentów skupiających się na dokładnej roli, jaką w rozwoju narządu odgrywa zespół policystycznych nerek.
Reklama.