خطا فريق بحث بقيادة مركز الخلايا الجذعية بجامعة جنوب كاليفورنيا خطوة حاسمة إلى الأمام في إنتاج كلى اصطناعية للفئران والبشر. في ورقة بحثية جديدة نُشرت في مجلة Cell Stem Cell، يصف العلماء إنتاج هياكل كلوية أكثر نضجًا وتعقيدًا - تُعرف باسم العضيات - في المختبر أكثر من أي وقت مضى.
قال المؤلف المراسل تشونغوي لي، الأستاذ المساعد في الطب وبيولوجيا الخلايا الجذعية والطب التجديدي بكلية كيك للطب بجامعة جنوب كاليفورنيا: "هذه أداة ثورية لإنشاء نماذج أكثر دقة لدراسة أمراض الكلى، التي تؤثر على واحد من كل سبعة بالغين". "إنها أيضًا علامة فارقة نحو هدفنا طويل الأجل المتمثل في تطوير كلية اصطناعية وظيفية لأكثر من 100 ألف مريض في الولايات المتحدة ينتظرون زراعة الكلى - العلاج الوحيد للفشل الكلوي في المرحلة النهائية."
قام علماء من مختبر لي سابقًا بـ بناء عضيات من وحدات الكلى، وهي وحدات الترشيح في الكلى. كما قاموا بـ إنتاج عضيات تشبه الأنابيب الجامعة للكلى، التي تركز البول.
تحت إشراف المؤلفين الرئيسيين بياو هوانغ وبيدرو ميدينا وزيبنغ زينغ من مختبر لي، بالإضافة إلى جينكان هي من جامعة تونغجي في شنغهاي، نجح الفريق الآن في الجمع بين مكونات وحدات الكلى والأنابيب الجامعة لإنتاج ما يسمى "العضيات المجمعة".
قام العلماء أولاً بتحسين الظروف لزراعة العضيات المجمعة من الفئران والبشر في المختبر. ثم زرعوا العضيات المجمعة من الفئران والبشر في فئران حية، حيث استمرت في النضج - لتصبح أكبر وتطور الأنسجة الضامة والأوعية الدموية.
قال لي: "من خلال السماح للعضيات المجمعة بالنضج في البيئة الطبيعية للجسم، استفدنا من القدرة الطبيعية لخلايا الكلى السلفية على التجميع الذاتي". "نعتقد أن هذا سيكون مفتاح النجاح في المهمة المعقدة المتمثلة في بناء كلى اصطناعية وظيفية."
أظهرت كل من العضيات المجمعة للفئران والبشر وظائف شبيهة بالكلى، مثل ترشيح الدم، وامتصاص البروتينات مثل الألبومين، والقدرة على إفراز هرمونات الكلى، وعلامات مبكرة لـ إنتاج البول.
بينما نضجت عضيات الكلى السابقة فقط إلى مرحلة الجنين، وصلت العضيات المجمعة للفئران إلى نفس مستوى النضج مثل كلية فأر حديث الولادة، بناءً على النشاط الجيني والمعايير الأخرى. نضجت العضيات المجمعة البشرية أيضًا إلى ما بعد مرحلة الجنين، ولكن لم يكن من الممكن تحديد مستوى نضجها الدقيق بسبب نقص عينات الكلى البشرية حديثة الولادة.
توفر الدراسة أيضًا إثباتًا للمفهوم بأن الأسمبلويدات يمكن أن تكون نماذج عالية الدقة لدراسة أمراض الكلى البشرية المعقدة. على سبيل المثال، قام العلماء بزراعة أسمبلويدات بشرية من خلايا تحتوي على تغيير وراثي واحد - فقدان جين PKD2 الوظيفي - الذي يسبب مرض الكلى الوراثي السائد الكيسي، وهو اضطراب وراثي تتطور فيه الكلى إلى العديد من الأكياس الكبيرة التي تعيق وظيفتها. نمت هذه الأسمبلويدات المريضة لتصبح أكياسًا كبيرة في الكلى البشرية في الفئران الحية، وأظهرت سمات مرضية معقدة مثل الالتهاب والتليف، والتي لم يكن من الممكن نمذجتها من قبل.
إفصاحات
ماكماهون مستشار علمي لـ eGENESIS و Trestle Biotherapeutics و GentiBio و IVIVA Medical. بيتي بيتردي وجيارماتي مؤسسان مشاركان لشركة Macula Densa Cell LLC، وهي شركة تكنولوجيا حيوية تطور علاجات للعلاج التجديدي لأمراض الكلى المزمنة تستهدف خلايا macula densa. تمتلك Macula Densa Cell LLC براءة اختراع بعنوان "استهداف خلايا macula densa كنهج علاجي جديد لأمراض الكلى" (براءات الاختراع الأمريكية 10.828.374 و 11.318.209). قدم لي وهوانغ وميدينا وزينغ وماكماهون طلبات حماية للتقنيات التي تمت مناقشتها هنا.
معرف الكائن الرقمي
