Исследование показало, почему почки не могут регенерировать после рождения

Исследователи из Тулейнского университета (Tulane University) обнаружили новый механизм, который может объяснить, почему почки человека, состоящие почти из миллиона фильтрующих элементов, перестают создавать новые фильтрующие клетки после рождения.

Результаты исследования опубликованы в Journal of the American Society of Nephrology.

Понимание этого процесса может помочь ученым разработать новые методы лечения детей с хроническим заболеванием почек, которые родились преждевременно с недоразвитыми органами. Врожденные дефекты и наследственные заболевания являются основными причинами почечной недостаточности у детей в возрасте до 5 лет.

Исследовательская группа, возглавляемая доктором Самиром Эль-Дахром, профессором и заведующим кафедрой педиатрии Медицинской школы Тулейнского университета, использовала модель мыши, чтобы охарактеризовать, что происходит, когда эмбриональная стволовая клетка дифференцируется в зрелую клетку почки. Если ученые смогут понять это на генетическом уровне, они, возможно, смогут перепрограммировать другие стволовые клетки, чтобы сделать то же самое, чтобы найти способ восстановить или полностью вырастить поврежденную почку.

«У всех нас в почках есть ограниченное количество фильтров, и недоношенные дети перестают вырабатывать эти фильтры после рождения, поэтому у них в конечном итоге развивается хроническое заболевание почек», - отмечает Эль-Дахр. «Мы хотели выяснить, что мешает организму у недоношенных детей создавать новые фильтры, что приблизило бы нас к разработке терапевтических средств, которые позволяют нам омолаживать старые клетки, что, возможно, могло бы помочь недоношенным детям продолжать производить клетки почек по крайней мере в течение одной недели после рождения».

Чтобы провести исследование, Эль-Дахр и его команда выделили стволовые клетки почек у мышей и одновременно определили состав и структуру ДНК, которые регулируют функцию генов в этих же клетках. Исследователи проанализировали, какие участки ДНК и отдельные гены были активны во время этого процесса, а какие нет. Это первый случай, когда этот одноклеточный метод был применен для изучения развития клеток почек.

К своему удивлению, исследователи обнаружили, что ближе к моменту рождения схема, которая управляет судьбой стволовых клеток почек, резко меняется, заставляя клетки верить, что они готовы поддерживать функцию почек вместо того, чтобы обновляться.

По словам Эль-Дахра, исследователи планируют изучить возможность использования CRISPR (особых локусов бактерий и архей, состоящих из прямых повторяющихся последовательностей) и других технологий для манипулирования участками ДНК, чтобы попытаться омолодить клетки-предшественники до более самообновляющегося состояния.

Подробнее в источнике: Sylvia Hilliard et al, Single-Cell Chromatin and Gene-Regulatory Dynamics of Mouse Nephron Progenitors, Journal of the American Society of Nephrology (2022). DOI: 10.1681/ASN.2021091213