Модельный микрочип на основе человеческих iPS-клеток может сократить потребность в экспериментах на животных
Проксимальные канальцы почек играют ключевую роль в реабсорбции жизненно важных веществ, таких как альбумин, в кровоток. Для точного тестирования и исследований требовалась количественная система оценки, имитирующая функцию этих канальцев, поскольку существующие методы позволяли оценивать эпителиальные клетки только с помощью экспериментов на животных и культур.
Исследователи из Университета Киото разработали модельный микрочип с использованием человеческих индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPS-клеток) для измерения транспортной способности мембранных белков. Работа «Cells sorted off hiPSC-derived kidney organoids coupled with immortalized cells reliably model the proximal tubule» опубликована в Communications Biology.
Суть разработки
- Команда создала микрофизиологическую систему (MPS), которая воспроизводит механизмы реабсорбции глюкозы и экскреции лекарств в почечных проксимальных канальцах in vitro и ex vivo.
- Система основана на совместном культивировании (ко-культуре) клеток, полученных из органоидов почки человека (от iPS-клеток), и иммортализованных эпителиальных клеток проксимальных канальцев.
Ключевые результаты
- Поглощение и транспорт глюкозы в инженерной ко-культуре тканей происходят со значительно более высокой скоростью, чем в монокультурах.
- Сдвиговое напряжение (shear stress), воздействующее на два типа клеток, увеличивает транспортные способности мембранных белков SGLT-2 и P-gp.
Перспективы применения
- MPS-модель планируется использовать в качестве инструмента скрининга для новых лекарств, оценивая транспорт и нефротоксичность различных мембранных белков.
- Метод может позволить создавать модели заболеваний для конкретного пациента, проводить скрининг лекарств и изучать патогенез, используя iPS-клетки, полученные от пациента.
- Как отмечает руководитель группы Такаши Йококава, модель позволит получать больные клетки, которые можно совместно культивировать с существующими клеточными линиями для формирования однородной ткани для анализа и целей лечения.