Стовбурові клітини людини перетворилися у мишей на нирковий нефрон, який фільтрував кров подібно до справжньої нирки.
Останнім часом ми все частіше чуємо про так звані органоїди - мініатюрні органи (або частини органів), вирощені в пробірці за допомогою клітинних технологій. Це може бути невеликий шматочок підшлункової залози разом з інсулінсинтезуючими клітинами, або епітеліальна ворсинка кишечника, або мікроскопічний фрагмент шлунка, або навіть шматочок кори мозку. Незважаючи на свої крихітні розміри, такі органоїди мають складну структуру - вони складаються з різних типів клітин, які розташовані так само, як у справжньому органі, і цілком здатні виконувати ті ж функції.
Дослідники з Манчестерського університету повідомляють у статті в Stem Cell Reports, що їм вдалося створити таким чином шматочок людської нирки. Під шматочком тут мається на увазі нефрон - структурна і функціональна одиниця нирки.
У нефроні з крові спочатку фільтруються всі непотрібні речовини і надлишок води, а потім у кров назад всмоктуються корисні речовини, які потрапили у відходи, і - частково - вода; в результаті виходить порівняно концентрована сеча. Нефрон виглядає як клубочок з довгими канальцями, що відходять від нього; клубочок, або гломерула - це грудка капілярів в епітеліальній капсулі, де і відбувається фільтрація крові. Від капсули відходить довгий каналець, який по-різному влаштований і по-різному називається протягом своєї довжини; у канальці, як ми щойно сказали, деякі речовини повертаються назад у кров (а деякі продовжують йти з крові в сечу).
Як бачимо, нефрон - досить складна структура, проте Сьюзан Кімбер (Susan J. Kimber) і її колегам вдалося зробити його в лабораторних умовах. Будівельним матеріалом стали людські стовбурові клітини - ті з них, які називаються плюрипотентними і які можуть перетворюватися на абсолютно будь-які типи клітин. У живильне середовище їм додавали сигнальні молекули, які спрямовують клітинний розвиток у нирковий бік. Щоб клітини росли компактно і щоб їх потім можна було легко пересадити мишам, їх тримали в гелрідній субстанції.
Через деякий час грудки гелю з клітинами вживляли під шкіру тваринам (варто уточнити, що попередньо мишам послаблювали імунітет, щоб він не накинувся на чужорідні елементи - пересаджувані клітини були людськими). Через три місяці дослідники виявили у мишей нефрони, у яких була і епітеліальна капсула з кровоносними капілярами, і всі необхідні канальці. Коли мишам вводили барвник - так, щоб він потрапив у капіляри «мікропочки» - то барвник незабаром відфільтровувався з крові, іншими словами, органоїд працював як справжній.
Правда, варто уточнити, що у мишей з'явилися всього кілька сотень нефронів, тоді як в справжній нирці їх близько мільйона. І, хоча «мікропочка» підключилася до кровоносних судин миші, підключення було не таке, як у звичайної нирки: нефрони не зуміли під'єднатися до великих артерій, і тому фільтрація крові йшла не в повну силу. Нарешті, у справжньої нирки є система для збору і відведення сечі, чого тут знову ж таки не було.
Втім, у дослідників поки що не було мети виростити повноцінний орган, та й неможливо було б це зробити в мишах. Важливо, що тут вдалося створити структурний елемент нирки, який виконує головну роботу і який можна вивчати наживо, так би мовити, в природному середовищі проживання.
Більш того, можна сподіватися, що в перспективі справа не обмежитися лише дослідницькими цілями, і що здорові нирки для хворих можна буде вирощувати - цілком або хоча б частково - прямо в лабораторії.