Перспективы создания функциональной ткани почки с помощью новых технологий органогенеза

Ежегодно в листах ожидания на трансплантацию почек умирает тысячи людей. Современные знания в области трансплантологии позволяют продлить активную жизнь пациентам, после трансплантации донорских органов более 10 лет [6]. Однако аллогенная трансплантация органов имеет свои отрицательные стороны: пожизненная иммуносупрессия, дефицит донорских органов, сложность подбора оптимального донора по всем антигенам гистосовместимости и др. [6]. Поиск новых технологий, которые помогут избежать большинства трудностей аллогенных трансплантаций, продолжается. Наиболее перспективными считаются технологии создания органов de novo – органогенез [1,2,3,4]. Уже ведутся исследования получения функционирующей почечной ткани in vitro с помощью тканевой инженерии, а так же попытки восстановления функционирующей паренхимы существующих почек трансплантацией низкодифференцированных клеток [2]. В первом номере журнала Organogenesis опубликовано очередное исследование Марка Хаммермана (Marc R. Hammerman), в котором изучена возможность существования животного с единственной почкой, пересаженой от 15 дневного эмбриона.

Из 15 дневных зародышей мышей были выделены метанефросы, которые сразу помещались в питательную среду [5], содержащую ростовые факторы. Через 45 мин. после промывания культуральной средой метанефросы были имплантированы донорам-крысам, которых заранее подвергли иммуносупрессии. Спустя три недели выполняли одностороннюю нефрэктомию и анастомозирование мочеточника имплантированной фетальной почки с мочеточником удаленной (рис. 1). Спустя 20 недель от имплантации вторая почка реципиента удалялась, параллельно в другой группе крыс производилась рассечение мочеточника трансплантата (в результате чего моча свободно текла в брюшную полость) и удаление контерлатеральной почки. В третьей группе интактным крысам удалялись обе почки.

В результате крысы в третьей группе (n =13) погибали в среднем через 67 часов, во второй группе (n = 3) - через 65 часов, в экспериментальной группе (n = 4) средняя выживаемость составляла 125 часов. Материал аутопсии был изучен гистологически и макроскопичеки. Сравнивая гистологические и макроскопические данные фетальных имплантированных почек на сроках 3 и 20 недель после пересадки отмечено увеличение в размерах органов, рост и развитие почечной ткани и очевидная прогрессирующая дифференцировка стромы почки (рис 1, 2).

В результате проведенного исследования получены данные об увеличении продолжительности жизни, как минимум в два раза у животных подвергшихся двусторонней нефрэктомии с сохранением выделительной функции единственной донорской фетальной почки по сравнению с двусторонней нефрэктомией у интактных животных. Так же получены данные о продолжающемся росте, развитии и дифференцировки метанефроса во взрослую почку, после пересадки её взрослому животному. Хотя с практической точки зрения данная технология не может быть применена к человеку, но является прогрессивным исследованием процессов роста, дифферинцировки и функции фетальных тканей у взрослого животного, что, несомненно, внесет свой вклад в создание артифициальной почки.

По материалам

Литература:

1. Hammerman M. Tissue engineering the kidney. Kidney Int 2003; 63: 1195–1204
2. Humes HD, et al. Cell therapy with a tissue-engineered kidney reduces the multiple-organ consequences of septic shock. Crit Care Med 2003; 31; 10: 2421-2428
3. Gilad E, et al. Renal therapy using tissue-engineered constructs and gene delivery. World J Urol 2000; 18: 71-79
4. Sang-Soo Kim, et al. Renal tissue reconstitution by the implantation of renal segments on biodegradable polymer scaffolds. Biotechnol Lett 2003; 25: 1505–1508
5. Qiu1 L, et al. Promotes selective expansion of the nephrogenic mesenchyme during kidney organogenesis. Organogenesis 2004; 1; 1: 14-21
6. Zhang R, et al.. Kidney transplantation: the evolving challenges. Am J Med Sci 2004; 328; 3: 156-161