ساخت اندام‌واره کلیوی با استفاده از سلول‌های موجود در ادرار
پژوهشگران هلندی مدل‌های اندام‌واره‌ای از قسمت مهمی از کلیه انسان ساخته‌اند که ممکن است باعث ایجاد راه‌های جدید برای مطالعه‌ی بیماری‌های کلیوی گردد.
به‌تازگی، مدل‌های جدیدی از کلیه‌ی انسان ساخته گردیده که پژوهشگران آن‌ها را «توبولوئید» نامیده‌اند. این مدل‌ها از لوله‌های کلیوی تشکیل گشته‌اند که از اجزای اصلی کلیه هستند. وظیفه‌ی آن‌ها فیلترکردن مواد زائد از خون و درنهایت، حذف آن‌ها ازطریق ادرار است. در این پژوهش که اخیراً در مجله‌ی Nature Biotechnology منتشر گشته، اولین‌بار پژوهشگران توانستند اندام‌واره‌هایی از این بخش از کلیه ایجاد کنند که مستقیم از بافت کلیه‌ی بالغ جدا گردیده است.
درحالحاضر، این امکان وجود دارد که انداموارههای کلیوی را با استفاده از زمینه‌ی ژنتیکی بیمار ایجاد کرد؛ اما این کار مستلزم فرآیندی طولانی و پرزحمت است. در ابتدا، بیمار باید قسمت کوچکی از بافت خود را اهدا کند که غالبا از پوست گرفته و سپس، در آزمایشگاه کشت گردد تا سلول‌هایی به‌نام فیبروبلاست را از آن استخراج کنند. سپس، این سلول‌ها قبل از اینکه در ساختارهایی شبیه به کلیه کشت شوند، می‌توانند مجدداً به سلول‌های بنیادی برنامه‌ریزی گردند. بااین‌حال، این فراآیند درحالحاضر چندین ماه طول می‌کشد که کمتر از مدت زمان ایده‌آل برای شیوه‌های پزشکی شخصی‌سازی است؛ به‌ویژه برای انواع بیماری‌های خطرناک مانند سرطان.
فرانس شوتگنز، نویسنده‌ی اصلی این پژوهش و پژوهشگر پسادکتری در مؤسسه Hubrecht در کشور هلند، دراین‌باره می‌گوید:
مزیت اصلی این روش این است که فرآیند استخراج را می‌توان به‌طور مستقیم انجام داد؛ بدون اینکه لازم به دوباره برنامه‌ریزی کردن باشد.
این روش کشت اندام‌واره‌ها از سلول‌های بنیادی بالغ که مستقیما از تومور جدا گشته‌اند،این روش پیش از این در چندین مورد، مربوط به روده و کبد استفاده گردیده بود؛ اما این پژوهش نشان می‌دهد این روش را می‌توان روی سلول‌های کلیه نیز انجام داد.
مدل اندام‌واره‌ی کلیه کاربردهای بالقوه متعددی دارد که افزایش سرعت آزمایش داروها برای روش‌های پزشکی شخصی‌سازی گشته را نیز شامل می‌گردد. در این پژوهش، پژوهشگران نشان دادند انداموارههای کلیه را می‌توان از سرطان کلیه‌ی اطفال به‌نام «تومور ویلمز» ساخت که شایع‌ترین سرطان جامد در کودکان است. شوتگنز دراین‌باره گفت:
کنترل دارو قطعا کاربردی محتمل است. این کاربرد برای انواع دیگر سلول‌های بنیادی بالغ استخراج‌گردیده برای کشت اندام‌واره، مانند سرطان پستان، توسعه یافته است و کارکردن روی این موضوع برای کلیه نیز بسیار مناسب خواهد بود.
همچنین، این مدل‌ها توانایی بسیاری برای مطالعه‌ی بیماری‌های کلیوی دارند که به‌علت نقص‌های ژنتیکی ارثی ایجاد گردیده‌اند. کار پیشین همین گروه پژوهشی درباره‌ی پرورش انداموارههای رکتوم در افراد مبتلا به فیبروز سیستیک بود که جهشی در ژنی به‌نام CFTR دارند. این اندام‌واره‌ها می‌توانند برای آزمایش سریع درمان‌های این بیماری به‌کار روند؛ فرآیندی که با آزمایش مستقیم درمان‌ها روی خود بیماران معمولا سال‌ها به‌طول می‌انجامد.
با استفاده از این اندام‌واره‌ها، درمان‌های بالقوه می‌توانند در چند ماه ارزیابی گردند. درحالحاضر، این فرآیند برای استفاده دراین‌زمینه در هلند تأیید گردیده است. بااین‌حال، ایجاد این اندام‌واره‌ها درحالحاضر به نمونه‌برداری تهاجمی از نمونه بافت افراد نیاز دارد.
پژوهشگران نمونه‌ای از ادرار یکی از بیماران مبتلا به فیبروز سیستیک را جمع‌آوری کردند و توانستند با استفاده از آن، مدل توبولوئید کلیه ایجاد کنند که داروهای فیبروز سیستیک می‌تواند به‌شیوه‌ای مشابه با انداموارههای رکتومی روی آن آزمایش گردند. این کار این احتمال را افزایش می‌دهد که روزی این روشِ کمتر تهاجمی برای جداسازی سلول‌های موردنیاز برای رشد اندام‌واره‌ها به‌منظور آزمایش داروها استفاده گردد. بااین‌حال، پژوهشگران تأیید می‌کنند این کار و نتایج آن هنوز مقدماتی است و باید در بیماران بیشتری تکرار گردد تا به‌درستی ارزیابی شود. شوتگنز دراین‌باره گفت:
درستی اصول این روش را فقط در یک بیمار نشان داده‌ایم؛ بنابراین، جایگزین‌کردن آزمایش بافت‌برداری رکتومی با این روش هنوز دورازدسترس است.
کشت انداموارههای کلیوی از ادرار افراد مبتلا به سرطان نیز ممکن است باعث مشکلاتی گردد؛ ازجمله تعداد کم سلول‌های جداگشته از ادرار ممکن است نشان‌دهنده‌ی ماهیت کل تومور نباشند. شوتگنز در این‌باره گفت:
یکی از معایب استفاده از این روش برای سلول‌های کشت از سرطان کلیه این است که هنگام کشت، از سلول‌های کمی که از ادرار شخص گرفته شده، تنوع سلول‌های سرطانی از بین می‌رود.
در سرطان کلیه، جراحی بافت‌برداری و برداشتن بخش عمده‌ی تومور غالبا برای درمان ضروری است؛ بنابراین، جداکردن سلول‌های بنیادی به‌طور مستقیم از بافت تومور ممکن است عملی‌ترین رویکرد برای کشت اندام‌واره‌ی کلیوی و آزمایش درمان‌های بالقوه برای بیمار گردد.
