Воссоздание надпочечников в чашке Петри

Надпочечники, расположенные над почками, играют ключевую роль в поддержании здоровья организма. Отвечая на сигналы мозга, железа выделяет гормоны, которые поддерживают важные функции, такие как кровяное давление, обмен веществ и фертильность.


Люди с заболеваниями надпочечников, такими как первичная надпочечниковая недостаточность, при которой железа не вырабатывает достаточное количество гормонов, могут страдать от усталости, опасно низкого кровяного давления, комы и даже смерти, если их не лечить. Лекарства от первичной надпочечниковой недостаточности не существует, а пожизненная заместительная гормональная терапия, используемая для ее лечения, имеет значительные побочные эффекты.

Предпочтительной альтернативой был бы подход регенеративной медицины, заново выращивающий функциональный надпочечник, способный синтезировать гормоны и соответствующим образом высвобождать их в соответствии с обратной связью мозга. С новым исследованием в журнале Ячейка развитияисследователи из Школы ветеринарной медицины Университета Пенсильвании уговорили стволовые клетки в чашке Петри делиться, созревать и выполнять некоторые функции надпочечников человеческого плода, приближая эту цель на один шаг.

«Это доказательство того, что мы можем создать систему, выращенную в чашке, которая на ранних стадиях развития функционирует почти идентично человеческому надпочечнику», — говорит Котаро Сасаки, старший автор и доцент Penn Vet. «Платформа, подобная этой, может быть использована для лучшего понимания генетики надпочечниковой недостаточности и даже для скрининга лекарств, чтобы определить лучшие методы лечения людей с этими расстройствами».

Сасаки говорит, что цель его команды состояла в том, чтобы использовать человеческие индуцируемые плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК), которые могут давать начало множеству различных типов клеток, чтобы имитировать стадии нормального развития надпочечников человека. Во время этого процесса клетки будут получать характеристики надпочечников.

Для начала исследователи использовали систему, известную как «органоидная культура», в которой клетки сначала растут в виде плавающих агрегатов в течение трех недель, а затем на мембране, открытой на воздухе с одной стороны, что способствует лучшему выживанию и позволяет им размножаться в течение трех недель. Габаритные размеры. Используя тщательно подобранную среду для роста, они побудили iPSCs вызывать промежуточный тип ткани в процессе развития надпочечников, заднюю промежуточную мезодерму (PIM).

Убедившись, что они культивировали PIM-подобные клетки, исследователи приступили к направлению этих клеток к переходу на следующую стадию, к клеткам-предшественникам коры надпочечников, во время которой клетки включают маркеры, указывающие на то, что они «совершили» превращение в клетки надпочечников.

Молекулярные анализы для проверки маркеров надпочечников, а также анализы с помощью просвечивающего электронного микроскопа показали Сасаки и его коллегам, что они находятся на правильном пути к воссозданию ткани, напоминающей ранние надпочечники.

«Процесс, который мы разработали, был очень эффективным: около 50% клеток в органоидах приобрели судьбу клеток коры надпочечников», — говорит Мичинори Маяма, постдоктор в лаборатории Сасаки и ведущий автор исследования. «Яйцевидные клетки с объемной розовой цитоплазмой и относительно небольшими ядрами, которые мы видели в наших культурах, очень характерны для клеток надпочечников человека на этой стадии».