اخیرا محققان دانشگاه USC با توسعه روشی جدید برای کشت سلول‌های پیش‌ساز نفرون از سلول‌های بنیادی انسان، پیشرفتی عظیم در تحقیقات کلیوی را رقم زده اند. این روش فرآیند را ساده می‌کند و کاربردها را در شبیه‌سازی بیماری و کشف دارو افزایش می‌دهد.
به گزارش تکناک، سلول‌های پیش‌ساز نفرون (NPCs) سلول‌هایی هستند که سیستم فیلتراسیون کلیه یعنی نفرون‌ها را تشکیل میدهند. NPCها برای درک رشد کلیه، شبیه‌سازی بیماری‌ها و کشف درمان‌های جدید نویدبخش هستند.
ژونگ وی لی، یکی از محققان این مطالعه گفت: با افزایش توانایی خود برای رشد NPC از سلول‌های بنیادی انسانی، راه جدیدی برای درک و مبارزه با بیماری‌های مادرزادی کلیه و سرطان ایجاد می‌کنیم.
در این مطالعه که بخشی از بودجه آن توسط مؤسسه ملی بهداشت تامین شد، محققان یک ترکیب شیمیایی را برای تولید و رشد NPC در آزمایشگاه بهبود دادند.
این ترکیب بهبود یافته رشد پایدار NPCهای موش و انسان را در قالب دو بعدی ساده امکان‌پذیر می‌کند. این ترکیب نشان‌دهنده یک پیشرفت بزرگ نسبت به سیستم سه‌بعدی قبلی است که نه تنها دست و پا گیرتر بود، بلکه توانایی انجام ویرایش ژنوم روی سلول‌ها را نیز محدود می‌کرد.
همچنین این ترکیب گسترش NPCهای القایی (iNPC) از سلول‌های بنیادی پرتوان انسانی را امکان‌پذیر می‌کند. این iNPCها بسیار شبیه NPCهای بومی انسان هستند. با این رویکرد، iNPCها را می‌توان با یک نمونه‌برداری ساده از خون یا پوست از هر فرد، تولید کرد. این رویکرد ایجاد الگوهای بیماری کلیوی خاص بیمار را تسهیل می‌کند و تلاش برای شناسایی داروهای هدفمند نفرون را افزایش می‌دهد.
علاوه بر این، این ترکیب به اندازه کافی قدرتمند است که یک نوع متمایز از سلول‌های کلیه را که به نام پودوسیت شناخته می‌شوند، به حالت NPC برنامه‌ریزی مجدد کند.
دانشمندان با نشان دادن کاربردهای عملی کار خود، ویرایش ژنوم NPCها را برای غربالگری ژن‌های مرتبط با رشد و بیماری کلیه انجام دادند. این غربالگری، ژن‌هایی را که قبلاً دخیل بودند و همچنین کاندید‌های جدید را شناسایی کرد.
در مرحله بعد، دانشمندان جهش‌های ژنتیکی مسئول بیماری کلیه پلی کیستیک (PKD) را در NPCها معرفی کردند. این NPCها به ساختارهای کوچک کلیه که معروف به ارگانوئیدها هستند که کیست‌ها را نشان میدهند، توسعه یافتند. سپس محققان از ارگانوئیدها برای غربالگری ترکیبات دارویی‌مانند که تشکیل کیست را مهار می‌کنند، استفاده کردند.
لی گفت: این تحقیق پتانسیل زیادی برای پیشرفت تحقیقات کلیه از طرق حیاتی بسیار دارد: از تسریع کشف دارو گرفته تا کشف اساس ژنتیکی رشد کلیه، بیماری و سرطان. مهمتر از همه، می توان از این یافته‌ها برای ساخت کلیه‌های مصنوعی نیز استفاده کرد.
