Разрабатываются искусственные почки для борьбы с хроническими заболеваниями

Почки играют жизненно важную роль, очищая кровь и регулируя водно-электролитный баланс. Орган состоит из тысяч мелких канальцев и нефронов, которые фильтруют кровь и помогают поддерживать здоровье организма. К сожалению, многие современные привычки, такие как употребление соленой пищи и ведение малоподвижного образа жизни, способствуют повреждению почек, что приводит к развитию хронических заболеваний. Известно, что способность почек к регенерации ограничена, и решением для пациентов на поздних стадиях болезни остаются лишь трансплантация или регулярный диализ.

Проблема становится глобальной: более 850 миллионов человек во всем мире страдают от хронической болезни почек. В Соединенных Штатах, по данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, 90% людей, живущих с ХБП, не подозревают о своем заболевании. К 2040 году ожидается, что ХБП станет пятой по значимости причиной потери лет жизни. Однако существует ограничение на количество почек, доступных для трансплантации, что делает ситуацию крайне сложной.

Исследовательская команда под руководством профессора Алекса Хьюза из Пенсильванского университета изучает механизмы развития почек, пытаясь использовать эти знания для создания новых почечных тканей. Одна из ключевых задач ученых — понять то, как почечные канальцы разветвляются и образуют нефроны. У каждого человека количество нефронов различается, что влияет на предрасположенность к заболеваниям. Хьюз объясняет, что развитие почек — это не запрограммированный процесс, а результат взаимодействия клеток, которые «ощущают» присутствие своих соседей, формируя структуры.

Так называемые «волны механического напряжения», по наблюдениям, стимулируют образование нефронов, что можно использовать при создании искусственных почек. На микроскопических изображениях видны фрагменты ткани, где канальцы соприкасаются друг с другом, и это приводит к микроскопическим волнам напряжения. Ученые предполагают, что именно такие волны сигнализируют о необходимости образования новых структур.

Пока лабораторные образцы почечных тканей, которые представляют собой миниатюрные органоиды, остаются на стадии разработки и далеки от использования в медицине. Пока что они не могут выполнять функции настоящих почек. В исследовательской работе команда описала процесс создания «дизайнерских» органоидов при помощи сочетания между собой различных типов стволовых клеток, чтобы приблизить их к структуре настоящей почки.

Хьюз видит большие перспективы в будущем использовании разработанных методов для выращивания полноценных почек. Пополняя знания о волнах механического напряжения и контроле состава органоидов, его команда стремится приблизиться к созданию тканей, которые смогут заменить настоящие почки. Этот прорыв в искусственном воспроизводстве органов, по мнению экспертов, может изменить подход к лечению хронической болезни почек и улучшить качество жизни миллионов людей по всему миру.