Forscher entdecken neue Methode zur Züchtung der Zellen, die das Filtersystem der Niere bilden

In einer neuen Studie, die in der Fachzeitschrift „Cell Stem Cell“ veröffentlicht wurde, berichten Wissenschaftler der Keck School of Medicine of the University of Southern California (USC), USA, über Fortschritte bei der Kultivierung von Nephron-Vorläuferzellen (NPCs).

In der Studie verbesserten die Forschenden den chemischen Cocktail für die Erzeugung und das Wachstum von NPCs im Labor. Dieser ermöglicht ein nachhaltiges Wachstum sowohl von NPCs bei Mäusen als auch von menschlichen NPCs in einem einfachen zweidimensionalen Format. Dies stellt eine wesentliche Verbesserung gegenüber dem früheren dreidimensionalen System dar, das nicht nur umständlicher war, sondern auch die Möglichkeit einschränkte, Genom-Editing an den Zellen vorzunehmen, heißt es in der Studie.

Der Cocktail ermöglicht die Expansion von induzierten NPCs (iNPCs) aus menschlichen pluripotenten Stammzellen. Diese iNPCs sind den nativen menschlichen NPCs sehr ähnlich. Mit diesem Ansatz können iNPCs aus jeder beliebigen Person anhand einer einfachen Blut- oder Hautbiopsie erzeugt werden. Dieser Ansatz wird die Erstellung von patientenspezifischen Nierenkrankheitsmodellen erleichtern und die Bemühungen zur Identifizierung von Medikamenten, die auf das Nephron abzielen, verbessern, erklären die Forscher. Darüber hinaus sei der Cocktail stark genug, um Podozyten in einen NPC-ähnlichen Zustand umzuprogrammieren.

Genom-Editierung an den NPCs

Um die praktische Anwendbarkeit ihres Durchbruchs zu demonstrieren, führten die Wissenschaftler eine Genom-Editierung an den NPCs durch, um nach Genen zu suchen, die mit der Entwicklung und Erkrankung der Niere zusammenhängen. Bei diesem Screening wurden sowohl bereits bekannte Gene als auch neue Kandidaten identifiziert. In einer weiteren Demonstration schleusten die Wissenschaftler die genetischen Mutationen, die für die polyzystische Nierenerkrankung (PKD) verantwortlich sind, in die NPCs ein. Diese NPCs entwickelten sich zu Organoiden, die Zysten aufwiesen. Das Team nutzte die Organoide daraufhin, um nach medikamentenähnlichen Verbindungen zu suchen, die die Zystenbildung hemmen.

„Dieser Durchbruch hat das Potenzial, die Nierenforschung in vielerlei Hinsicht voranzubringen – von der Beschleunigung der Arzneimittelentdeckung bis hin zur Aufklärung der genetischen Grundlagen der Nierenentwicklung, Nierenkrankheiten und Nierenkrebs“, betont Li. „Wichtig ist auch, dass er die Versorgung mit NPCs als wichtige Bausteine ​​für den Bau synthetischer Nieren für die Nierenersatztherapie ermöglicht“, fügt er hinzu.