Nerka to niezwykle skomplikowana struktura, którą można uznać za arcydzieło biologii. Naukowcy na Uniwersytecie Pensylwanii badają możliwości stworzenia sztucznej nerki, która mogłaby w przyszłości zmniejszyć zapotrzebowanie na dializy i przeszczepy. Klucz do sukcesu tkwi w dokładnym odwzorowaniu procesu, w którym naturalna nerka rozwija się - a jest to proces naprawdę fascynujący.
Sztuczna nerka i proces jej stworzenia muszą bazować na tym jak naturalnie rozwijają się te organy, a nerka to (niestety) wyjątkowo złożony narząd. Jej wzrost odbywa się poprzez rozgałęzianie sieci kanalików, co u każdego człowieka zachodzi nieco inaczej – niektóre osoby mogą mieć nawet dziewięciokrotnie więcej nefronów niż inni, co wpływa na trwałość i wydajność nerek. Badacze uważają, że za tę różnorodność odpowiadają fale naprężeń mechanicznych, które powstają, gdy kanaliki nerki napierają na siebie - co prowadzi do rozgałęziania się kolejnych struktur. Wygląda więc na to, że odporność naszych nerek, to w pewnej części dzieło czystego przypadku. Cała reszta to genetyka.
Zespół opracował już "konkretne" organoidy – małe struktury przypominające tkankę nerki, którą można hodować w laboratorium z wykorzystaniem komórek macierzystych. Organizm potrzebuje co najmniej trzech różnych typów komórek, aby tworzyć funkcjonalną nerkę. Stąd utworzono w laboratorium swego rodzaju mozaikę komórek, dostosowując proporcje każdego z typów, by zoptymalizować rozwój tkanek. Jeżeli jakiegoś typu komórek będzie za dużo lub za mało - nerka nie rozwinie się prawidłowo.
Naturalne nerki mają dokładnie uporządkowaną sieć kanalików, które pozwalają skutecznie filtrować krew, ale w przypadku sztucznych organoidów... są one chaotycznymi skupiskami komórek, co znacząco ogranicza ich zastosowanie. Badacze mają nadzieję, że odtworzenie mechanicznego wpływu kanalików "między sobą" może być krokiem milowym w rozwoju sztucznych nerek. Jak chodzi o kanaliki nerek, to właśnie takie naprężenia mogą prowadzić do tworzenia nowych struktur.
Długoterminowym celem zespołu z Pensylwanii jest opracowanie technologii, która pozwoli na odtworzenie całości naturalnego procesu budowy nerek. Ostatecznym celem jest rzecz jasna w pełni funkcjonalna i zawsze gotowa do użycia sztuczna nerka. Ba, sztuczną nerkę będzie można wyhodować specjalnie dla konkretnego pacjenta - z jego własnych komórek macierzystych, a to oznacza, że ryzyko odrzucenia przeszczepu zostanie zniwelowane właściwie do zera. Już teraz mamy spore zapotrzebowanie na przeszczepy nerek, a opracowanie takiej technologii pozwoliłoby tysiącom pacjentów uniknąć dializ oraz operacji, które często wiążą się z bólem, wysokimi kosztami i wieloma ograniczeniami.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
