Органоиды почек помогут в поисках лекарства от поликистоза

Восемь миллионов человек во всем мире страдает от поликистозной болезни почек. Примерно в 93% случаев аутосомно-доминантный поликистоз почек (АДПП) связан с мутациями в генах PKD1 и PKD2. Основные подходы к терапии — диализ и трансплантация. В связи с этим поиск лекарств, способных замедлить или остановить процесс образования и роста кист, особенно актуален. На сегодняшний день на рынке есть только один препарат, замедляющий рост кист у части пациентов, — толваптан.

Органоиды почек выращивают на основе плюрипотентных стволовых клеток. Полученный модельный орган содержит несколько типов клеток нефрона. Процесс выращивания подобных органоидов дорог и трудно воспроизводим. Международная группа ученых представила новую платформу для получения почечных органоидов, моделирования АДПП и поиска новых терапевтических препаратов.

Для крупномасштабного и экономически эффективного производства исследователи выращивали органоиды на планшетах EZSPHERE. На одном планшете они получали до 400 агрегатов с 1500 клетками в каждом. При иммунном анализе клеток и изучении профилей экспрессии исследователи убедились в том, что выращенные органоиды функционируют подобно почкам.

Ученые вырастили однородные нефрон-подобные структуры. Для подтверждения однообразия органоидов в разных ячейках они провели количественную ПЦР. Функционирование структур изучали при помощи секвенирования РНК единичных клеток. Также исследователи показали, что полученные клетки схожи с почечными клетками на ранних этапах развития. Для этого они сравнили клетки, полученные in vitro, с клетками, взятыми у зародыша на 17-й неделе развития. При подсадке мышам авторы продемонстрировали, что органоиды индуцируют формирование сосудов, а также ограниченно способны отфильтровывать декстран.

Далее ученые при помощи системы CRISPR-Cas9 внесли изменения в гены PKD1 и PKD2. Инактивация генов привела к появлению кист. Исследователи произвели скрининг библиотеки аннотированных низкомолекулярных ингибиторов протеинкиназ для выявления препаратов, подавляющих рост кист. Всего ученые протестировали 247 ингибиторов, девять из них оказывали терапевтическое действие. Особенно эффективным оказался хиназолин.