Для исследователей, занимающихся стволовыми клетками, одной из самых заманчивых целей является искусственный орган, полностью выращенный из таких клеток, но только не в организме, а на лабораторном столе. В идеале такие органы могли бы заменить наши собственные, больные и испорченные. Не нужно было бы долго и мучительно лечить больную печень, если б можно было просто заменить её на выращенную здоровую!

До этого, конечно, ещё далеко, однако даже те органоподобные структуры, которые биологи уже научились выращивать, даже сейчас могут серьёзно продвинуть биологическую науку и медицину. Все те процессы, которые происходят при болезнях и аномалиях развития, все лекарства, которые создаются против таких недугов, можно наблюдать и испытывать не в клеточных культурах, а в таких вот органах — то есть в условиях, особенно близких к естественным.


Достигнутые на этом поприще успехи не могут не впечатлять: только в этом году удалось вырастить из стволовых клеток работающую печень, правда, маленькую, и такую же почку. И вот сейчас с сообщением о ещё одной искусственной почке на страницах Nature Cell Biology выступают исследователи из Института Солка (США).

Ключевое отличие нового искусственного органа от старого в том, как создавалась трёхмерная структура. Это, собственно, едва ли не важнейшая проблема, с которой сталкиваются конструкторы органов: как упорядочить получающуюся кучу клеток, как заставить их занять свои места и сформировать правильную трёхмерную структуру? Ведь без этого орган просто не будет работать. В прошлый раз исследователи из Массачусетской больницы в Бостоне (США) использовали для этого трёхмерный соединительно-тканый каркас настоящей почки, в которой было сохранено расположение кровеносных сосудов. Каркас «засеивали» стволовыми клетками, которые были запрограммированы развиваться по почечному пути, и в результате на почке нарастала клеточная материя.

Хуан Карлос Бельмонте (Juan Carlos Izpisua Belmonte) и его сотрудники поступили иначе. Начали они с тех же плюрипотентных стволовых клеток (в исследовании использовались как эмбриональные стволовые клетки, так и индуцированные, полученные из зрелых, дифференцированных), которые были направлены по почечному пути развития. Стволовые клетки превращались в клетки мезодермы — зародышевого листка, из которого в дальнейшем получаются почки; затем им давали ростовые факторы, которые сужали специализацию клеток, превращая их в непосредственных предшественников почечных тканей.

Ну а потом, когда этим клеткам приходила пора окончательно сложиться в почку, исследователи добавляли к ним клетки почки эмбриона мыши. Последние снабжали человеческих «коллег» указаниями о пространственной структуре. В результате клетки формировали зачаток мочеточника — зародышевую структуру, которая даёт начало зрелой почке.

Строго говоря, получена не полноценная зрелая почка, которую можно взять и пересадить в организм и она там будет работать — как это было в случае с почкой, выращенной на каркасе. Исследователи вырастили почечного предшественника, который сложился в нужную 3D-структуру безо всяких «строительных лесов» и которого потенциально можно дотянуть до состояния нормальной зрелой почки. (Правда, возникает вопрос, много ли мышиных клеток тут использовалось и не повлияют ли такие клетки на состояние зреющей почки в будущем.)

Сами авторы, впрочем, полны энтузиазма — их метод сработал с индуцированными стволовыми клетками, полученными от человека, страдающего почечным поликистозом. От этого недуга сейчас спасает только трансплантация почки, то есть хочется верить, что для каждого страдающего поликистозом в скором времени будет выращена почка, ничем не отличающаяся от его собственной, — только здоровая.

Подготовлено по материалам Института Солка. Фото на заставке принадлежит Shutterstock.