Искусственная почка позволит выявлять токсичность лекарств

Почки играют жизненно важную роль в поддержании гомеостаза в организме, удаляя токсичные и лишние вещества в кровоток, в том числе отходы, образующиеся в ходе метаболических процессов, через мочу. Тем не менее, некоторые лекарства также могут вызвать токсичность в почках. Недавно исследовательская группа из POSTECH разработала искусственную почку, которая позволяет на раннем этапе обнаруживать побочные реакции на лекарства.

Исследовательская группа POSTECH под руководством профессора Донг-Ву Чо и профессора Джины Джанг (факультет машиностроения) изготовила гломерулярный микрососуд на чипе, который включает гломерулярные эндотелиальные клетки, слои подоцитов и базальную мембрану клубочков (GBM).

Нефрон является основной структурной и функциональной единицей почки. Он охватывает сеть мелких кровеносных сосудов, называемых клубочками, скрученных в извилистую нитевидную форму, способствующих формированию почечных телец вместе с клубочковой капсулой. Он также играет роль в удалении отходов из крови. Когда вводят чрезмерное количество лекарств, нефрон часто является первым органом, который проявляет токсичность лекарства в организме.

Учитывая эту проблему, усилия были направлены на разработку искусственных органов, которые могли бы определять степень токсичности, вызванную конкретными концентрациями и комбинациями лекарств, до их фактического введения. Однако следует отметить, что клубочек отвечает не только за регуляцию эндотелиальных клеток, но и за избирательное высвобождение белков. Эта функция требует взаимодействия подоцитов и белков GBM, и выполняется в микроскопическом масштабе, что затрудняет ее имитацию.

Команда успешно изготовила гломерулярный микрососуд на чипе, который повторяет сложное расположение гломерулярных эндотелиальных клеток, слоев подоцитов и ГБМ за один шаг. Этот перфузируемый чип позволяет совместно культивировать монослой клубочкового эндотелия и эпителия подоцитов, которые демонстрируют зрелые функциональные маркеры клубочковых клеток. Более того, правильные взаимодействия между этими клетками приводят к продукции белков ГБМ, ключевых компонентов ГБМ in vivo. Кроме того, команда оценила способность к селективной проницаемости, отличительную функцию барьера клубочковой фильтрации в этой новой модели клубочков, а также оценила реакцию этой модели на повреждение, вызванное адриамицином и гипергликемией.

Мы успешно воспроизвели гломерулярные единицы почек, которые предлагают безграничный потенциал для скрининга лекарств и тестирования нефротоксичности в клинической практике. Эта разработка позволит нам выявлять токсичность лекарств на ранней стадии, облегчая моделирование заболеваний клубочков, и обеспечивать индивидуальное лечение пациентов,

объяснил профессор Донг-Ву Чо, который руководил исследованием.