Наука, , РИА АМИ

Израильские и американские ученые доказали, что почки способны к регенерации

Полученные исследователями данные опровергают общепризнанные представления о том, что такая регенерация невозможна.

Ученые из Института биологии стволовых клеток и регенеративной медицины Стэнфордского университета (США, на фото), Медицинского центра Шиба (Sheba Medical Center) и Тель-Авивского Университета (Израиль), получили доказательства постоянного роста почек и наличия у них удивительной способности регенерировать.

Полученные исследователями данные опровергают общепризнанные представления о том, что такая регенерация невозможна, и открывают пути к новым способам восстановления и даже выращивания почек. Статья с результатами этой работы опубликована в журнале Cell Reports.

«Эти фундаментальные открытия имеют прямое отношение к заболеваниям почек и их регенерации», - говорит первый автор статьи Юваль Ринкевич (Yuval Rinkevich), PhD, постдокторант Института стволовых клеток и регенеративной медицины.

Давно считается, что после того, как орган полностью сформирован, клетки почек практически не пролиферируют. Новое исследование показывает, что почки регенерируют и восстанавливаются на протяжении всей жизни.

«Это исследование показывает, что почка ни в коем случае не является статичным органом», - объясняет один из руководителей исследования Бенджамин Декель (Benjamin Dekel), MD, PhD, (Медицинский центр Шиба). «Почка никогда не отдыхает и продолжает регенерировать, производя дифференцированные клетки, чтобы компенсировать те, что теряются с мочой. Как в обычных условиях, так и в условиях стресса почка растет не только за счет увеличения размера клеток, но и за счет образования новых клеток и новых своих частей».

Проведенное на генетически модифицированных мышах исследование показало и то, как происходит процесс восстановления. Ученые установили, что в регенерации задействованы не только специфические почечные стволовые клетки, как считалось ранее, но и другие клетки почек, которые могут функционировать и в качестве клеток-предшественников. Такие клетки поддерживают почки на фоне их нормального износа или в случаях серьезных травм. Их деление обеспечивает орган новыми клетками взамен старых, которые умирают или выводятся из организма. Кроме того, выяснилось, что клетки разных областей органа образуют клетки, специфические для тех областей, из которых они происходят. Другими словами, помимо стволовых клеток, в качестве восстанавливающих почку клеток функционируют и обычные эпителиальные клетки, дающие начало новым клеткам определенных сегментов органа, но потенциал дифференциации этих клеток строго определен и ограничен.

«Это похоже на дерево с ветвями, у которого каждая ветка вместо того, чтобы зависеть от ствола, сама заботится о собственном росте», - проводит аналогию доктор Декель, руководитель Педиатрического научно-исследовательского института стволовых клеток Медицинского центра Шиба (Sheba Pediatric Stem Cell Research Institute) и детского нефрологического отделения этого центра.

Ученые показали, что решение о том, что эти клетки должны пролиферировать, принимается путем активации клеточного пути, включающего в себя белок Wnt. Хотя популяции почечных эпителиальных клеток выглядят одинаково, самая высокая способность к образованию почек может быть прослежена до клеток-предшественников, в которых активирован Wnt и которые могут образовывать только определенные типы специализированной почечной ткани.

«Понимание того, что Wnt-сигналинг отвечает за рост новой ткани почки, дает терапевтическую мишень для стимуляции или восстановления регенеративной способности почек», - продолжает доктор Ринкевич. «Возможно, нам удастся включить Wnt-путь и получить новые образующие почку клетки».

Эти знания чрезвычайно важны для наших попыток когда-нибудь в будущем создать части почек в лаборатории, подчеркивают ученые. Прежде всего, они свидетельствуют о том, что взрослая почка – отличный источник клеток, способность которых образовывать орган может быть использована для выращивания определенных почечных структур вне организма.

«Вырастить целую почку в лаборатории будет сложно, потому что для этого мы должны координировать активность множества разных видов клеток-предшественников, используя правильные стимулы», - признает доктор Декель. «Почку нельзя сравнить с кровью и иммунной системой, которые могут быть воссозданы из одного вида стволовых клеток».

Остается вопросом, почему почки не могут в достаточной степени восстанавливаться при заболеваниях.

«При патологических состояниях вступают в действие нормальные клеточные регенеративные процессы, но по мере прогрессирования болезни нагрузка на механизмы регенерации все более повышается», - объясняет доктор Декель. «Восстановительные процессы нарушаются и полностью прекращаются, и почки теряют способность к регенерации. Умирание клеток без регенерации приводит к образованию рубцов».

Тем не менее, почечные регенерационные механизмы играют значительно большую роль, чем предполагалось ранее.

«В ходе нашего исследования удалось охарактеризовать те пути, с помощью которых почки выполняет эту задачу. В течение каждого часа мы теряем 70000 клеток почек с мочой. Понятно, что должна идти регенерация. Это также объясняет развитие гипертрофии одной из почек при недостаточной функции или удалении другой», - заключает Декель.

Обнаружили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter.