$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Przewlekła choroba nerek (PChN) jest obecnie jednym z głównych wyzwań dla zdrowia publicznego na całym świecie1. Częstość występowania PChN w Stanach Zjednoczonych wynosi ponad 14% całej populacji, przy czym ponad 600 000 Amerykanów cierpi na najcięższą postać, schyłkową niewydolność nerek (ESRD)2. Obecnie dostępne opcje leczenia dla osób ze schyłkową niewydolnością nerek obejmują dializę i przeszczep nerki. Chociaż każdego roku około 25 000 pacjentów przechodzi przeszczep nerki, co roku dodawana jest znaczna liczba pacjentów, co prowadzi do dużej dysproporcji między tymi, którzy oczekują na narząd ratujący życie, a tymi, którzy otrzymują przeszczep3. Oprócz poważnego negatywnego wpływu na długowieczność i jakość życia, dializa wiąże się ze zdumiewającym obciążeniem finansowym. W 2014 roku Medicare wypłaciło odszkodowania na łączną kwotę ponad 30 miliardów dolarów dla pacjentów ze schyłkową niewydolnością nerek2. Ze względu na ograniczoną podaż narządów i brak widocznej tendencji spadkowej u pacjentów wymagających dializy, wysiłki badawcze mające na celu znalezienie alternatywnych rozwiązań dla dializ i transplantacji są nadal ważne. Nawet stosunkowo krótkie opóźnienie w potrzebie dializy znacznie zwiększa liczbę lat życia i produktywność pacjenta skorygowanych o jakość, jednocześnie odsuwając w czasie koszty związane z dializami4,5,6.
Rozwiązania dla funkcjonalnej utraty tkanki, takie jak ta w ESRD, są obecnie badane w laboratoriach inżynierii tkankowej i medycyny regeneracyjnej, z bardzo różnorodnymi podejściami, począwszy od produkcji organoidów opartych na rusztowaniach, a skończywszy na inżynierii całych narządów, wykorzystującej bezkomórkowe struktury narządowe do implantacji komórkowej7,8,9,10,11. Rekapitulacja złożonych struktur nerkowych z marginalnych lub odrzuconych nerek została zbadana tylko częściowo. W rzeczywistości prawie 20% nerek pobieranych do przeszczepu jest odrzucanych z różnych powodów12,13. Funkcjonalna tkanka nerkowa z tych domniemanych przeszczepów może być wykorzystana i włączona do jednego lub wielu konstruktów inżynierii tkankowej. Wcześniejsze badania wykazały możliwość pracy z tymi odrzuconymi narządami, wykorzystując nerki jako macierz zewnątrzkomórkową do celów inżynierii tkankowej14,15. Jednak niewielu wykorzystało pierwotną tkankę nerkową ze zdrowych nerek do celów inżynierii tkankowej16,17,18.
Jedna metoda wcześniej opisana przez Kima i wsp. polega na izolacji "segmentów" nerkowych ze zdrowych nerek szczurów, które następnie zostały umieszczone na rusztowaniach z kwasem poliglikolowym (PGA) w celu produkcji konstrukcji16. Jednak niewiele jest informacji na temat dokładnej metodologii preparacji, a segmenty uzyskano z połączenia drobnego mielenia i filtracji. Opisujemy modyfikację tego protokołu, która podobnie wytwarza dyskretne segmenty nerek z nienaruszoną architekturą nefronalną, ale zamiast tego opiera się na technikach mikrodysekcji. Nefrektomię wykonuje się na żywych dorosłych myszach, po czym nerki są przenoszone do mikroskopu preparacyjnego, gdzie usuwa się torebkę nerkową, a tkankę dalej preparuje. Igły 301/2 G o małej średnicy są używane jako narzędzia tnące, a także jako prowadnice wspomagające rozwarstwianie, ponieważ średnica igły jest równa docelowej średnicy segmentów nerkowych. Wyizolowane, w tym przypadku mysie, segmenty nerki zachowują żywotność w hodowli i łączą się z konstruktami komórkowymi śródbłonka i fibroblastów bez rusztowań19. Konstrukty te były wcześniej wykorzystywane do inżynierii innych narządów, w tym bio-sztucznej trzustki20.