Profesorius Kenji Osafune (Ląstelių augimo ir diferenciacijos departamentas) ir jo tyrėjų komanda sugalvojo veiksmingą priemonę auginti IPS ląstelių gautas inkstų progenitorines ląsteles, sudarydamas kelią inkstų regeneraciniam gydymui, kad taptų realybe. Išvados skelbiamos žurnale Mokslo transliacinė medicina.
Šiuolaikinei medicinai ir toliau trukdo efektyvaus ūminio inkstų sužalojimo (AKI) ir lėtinės inkstų ligos (CKD) gydymo trūkumas. Regeneracinė medicina, pavyzdžiui, pakaitinis ląstelių terapija, reiškia naują viltį pacientams. Vis dėlto tokiems terapiniams metodams reikia didelio masto reikalingų ląstelių gamybos, o tai išliko iššūkis iki šio atradimo.
Naudodama pelės AKI modelį, tyrimų komanda pirmiausia parodė žmogaus IPS iš ląstelių gautų nefrono progenitorinių ląstelių (HIPSC-NPC) terapinį potencialą. Kai šios ląstelės buvo persodintos į AKI pelių modelių inkstus, kuriuos sukėlė priešvėžiniai vaistai cisplatina, gyvūnų išgyvenimas buvo labai pagerėjęs, užkertant kelią inkstų funkcijos pablogėjimui.
Tačiau atsižvelgiant į pelių ir žmonių kūno dydžio skirtumą, būtų reikalinga didžiulis ląstelių skaičius, jei HIPSC-NPC transplantacija taps realistiška regeneracine terapija gydytojui pacientams. Iš esmės tyrėjai grįžo į brėžinio lentą ir svarstė naujus būdus, kaip išplėsti šias ląsteles kultūroje.
Užuot auginę ląsteles viename sluoksnyje tradicinėje terpėje, auginant jas kaip ląstelių gumulėlius suspensijoje terpėje, į kurią įeina trys cheminės medžiagos, turinčios įtakos inkstų augimui ir vystymuisi, tyrėjai nustatė, kad ląstelės toliau ekspresuoja baltymų žymenis, būdingus NPC, ir išlaiko savo sugebėjimą nuolat plėsti. Po transplantacijos į pelių inkstus jie diferencijuojasi į skirtingų tipų inkstų ląsteles, sudarydami įvairias organo dalis.
Tyrėjai pastebėjo, kad šių ląstelių gumulų augimas labai priklauso nuo pradinio ląstelių tankio, o tai rodo, kad deguonies tiekimas gali būti ribojantis veiksnys. Kritiškai, jie nustatė, kad ląstelės tokiu būdu išsiplėtė ir turi panašų terapinį potencialą, kai persodintos į AKI ar CKD pelių modelius, tai rodo, kad jie rado būdą žymiai išplėsti ląsteles, reikalingas ląstelių terapijai, išlaikant jų sugebėjimą efektyviai funkcionuoti, kai persodinta.
Be to, atlikdama išsamią genų ekspresijos analizę, tyrimų komanda nustatė naują žymeklį, kuris galėtų būti naudingas valant HIPSC-NPC. Norėdami parodyti šio naujai identifikuoto žymeklio naudingumą, jie nustatė, kad jie gali išplėsti HIPSC-NPC, išgrynintą naudojant šį žymeklį 100 kartų, tiesiog daugiau nei du ištraukos.
Be to, jie taip pat išsiaiškino, kad HIPSC-NPC gamino VEGF-A-išskiriamą baltymą, galintį sukelti kraujagyslių susidarymą ir priežiūrą, ir parodė, kad ląstelės, neturinčios VEGFA geno, sumažino terapinį potencialą, kai persodintos į pelių modelius.
Atlikdami šį tyrimą tyrėjai, vadovaujami profesoriaus Kenji Osafune, sukūrė labai reikalingą metodą, skirtą išplėsti HIPSC-NPC, todėl ateityje jie gali būti masiškai gaminami už kūno ribų. Nustatęs naują jų apsivalymo žymeklį ir išaiškindamas pagrindinį mechanizmą, kuriuo grindžiamas jų terapinis poveikis, tyrimų komandos darbas leidžia realiame HIPSC-NPC pritaikyme kaip galimas AKI ir CKD gydymas.