Моделирање болести са органоидима бубрега

Апстрактан:Болести бубрегачесто недостају оптимални третмани, узрокујући милионе смрти сваке године. Дакле, развијање одговарајућих модела система за проучавањеболест бубрега код људије од највеће важности. Неки од модела људских бубрега који највише обећавају су органоиди или мале групе ткива које личе на органе, изведене из плурипотентних матичних ћелија изазваних људима (хиПСЦ). Међутим, они су сличнији првом тромесечјуфетални бубрегнего код одраслих бубрега. Стога су потребне нове стратегије да би се унапредила њихова зрелост. Имају велики потенцијал за моделирање болести и евентуално помоћну терапију ако могу да достигну зрелостодрасли бубрег. У овом прегледу ћемо разговарати о тренутном стању органоида бубрега у смислу њихове сличности са људским бубрезима и досадашње употребе као система за моделирање болести. Затим ћемо разговарати о потенцијалним путевима за унапређењезрелост бубрегаорганоиди који одговарају бубрегу одрасле особе за прецизније моделирање људских болести.

Кључне речи: органоиди;бубрега; развој; метанефрос; уретериц; тубуле; чип; нефрологија; моделирање болести

КЛИКНИТЕ ОВДЕ ДА БИСТЕ ДОБИЛИ ЦИСТАНЦХЕ ЗА ТРЕТМАНИ ЦКД

1. Представљање

До недавно, људске болести су моделоване на следећа два начина: са животињама или са дводимензионалном ћелијском културом. Животињски модели омогућавају проучавање путева болести и развоја лекова у целим организмима, али не узимају у обзир људски генетски и анатомски састав. С друге стране, култура људских ћелија омогућава научницима да проучавају механизме болести специфичне за људе и процењују третмане до велике и прецизне молекуларне дубине. Међутим, ћелијска култура не рекапитулира сложену тродимензионалну структуру и физиологију органа.

Људски органоиди су поједностављене верзије људских органа, са реалистичном тродимензионалном микроанатомијом и функцијама на нивоу органа (нпр. производња суза у органоидима млечне жлезде и раст длака у органоидима коже) [1,2]. Кроз процесе самоорганизације, они су изведени ин витро из ћелија ткива или плурипотентних матичних ћелија. Индуковане плурипотентне матичне ћелије (иПСЦ), које су 2008. године измислили Такахаши и Јаманака, су најпопуларније ћелије за формирање органоида [3]. Ово је због неколико убедљивих предности које нуде иПСЦ. Прво, они пружају неограничен обновљиви ћелијски извор и могу се разликовати у више типова ћелија. Што је још важније, они представљају основни генетски састав пацијената. Стога, хумани иПСЦ (хиПСЦ) изведени од пацијената могу се користити за проучавање болести путем органоида на индивидуалном нивоу, омогућавајући напредак у персонализованој медицини. До данас су за проучавање болести коришћени органоидни модели различитих људских органа, као што су срце и мозак. За овај преглед, фокусираћемо се на органоиде бубрега и разговарати о томе како се они могу користити за моделирање људског бубрега и повезаних болести, испитивање токсичности лекова и можда допуну функције бубрега.

Болест бубрега погађа 10% светске популације [4]. Упркос идентификовању основног генетског узрока многих облика бубрежних болести, не постоје оптималне терапије за њихово управљање. Ова несрећна ситуација одражава недостатак ин витро модела система који рекапитулира болест бубрега код људи за циљани терапијски развој. Органоиди бубрега нуде персонализовану, 3-Д истраживачку платформу засновану на људима за истраживање генетских болести бубрега, повреда бубрега и токсичности лекова. Заједно са својом способношћу да служи као систем за моделирање, органоид бубрега поседује потенцијал да унапреди медицину за трансплантацију. Дакле, да би се максимизирао свој потенцијал у оба ова поља, органоид бубрега мора да личи на структуру и функцију бубрега код одраслих људи. Овде ћемо прегледати тренутно стање плурипотентног ћелијског органоида људског бубрега, његову потенцијалну употребу и области за побољшање.

2. Људски бубрег против органоида бубрега

ХиПСЦ служе као заступници за ембрионалне ПСЦ. Дакле, формирање органоида бубрега од хиПСЦ-а подразумева реплицирање људског ембрионалног развоја бубрега. У наставку ћемо истражити како се развија органоид бубрега и упоредити га са људским бубрезима.

2.1. Развој људског бубрега

Крв се филтрира у три различите фазе током ембрионалног развоја. У првој фази, структура названа пронефрос се развија у 4-недељно старом људском ембриону и обрађује крв у цервикалном региону до око 5. недеље [5]. Затим, мезонефрос се формира у грудном делу ембриона и филтрира крв од почетка 5. до око 10. недеље ембрионалног развоја. Док мезонефрос филтрира крв, коначни систем филтрације, који ће на крају постатиодрасли бубрег, почиње да се формира (слика 1). Формира се у следећа два дела: метанефрични мезенхим и уретерични пупољак. Метанефрични мезенхим формира све делове нефрона осим сабирног канала, док уретерни пупољак формира сабирни канал. Ове структуре пролазе кроз реципрочни индукциони циклус, при чему метанефрични мезенхим и уретерични пупољак стимулишу раст један другог и спајају се, формирајући структуру која се зове метанефрос. Новоформирани метанефрои филтрирају крв од илијачних грана до карличног региона. У исто време, уретерични пупољак се рачва и наставља да се грана формирајући многе сабирне канале унутар бубрега [6,7]. Након тога, ове спојене метанефричне структуре уздижу се у абдомен ембриона док се развија и стварају снабдевање крвљу из примитивне аорте. Ови процеси су сажети на Слици 1. Важно је напоменути да су ћелије метанефричног мезенхима и уретерних пупољака примитивне, и на тај начин одржавају мултипотентни потенцијал, док су одрасле диференциране ћелије бубрега посвећене својој одређеној линији [8].

Слика 1. Развој људског уринарног система од 4. до 9. недеље у материци.

2.2. Протоколи за генерисање бубрежних органоида

Органоиди бубрега могу се формирати од диференцираних ћелија из ткива или плурипотентних матичних ћелија. Да би се развио органоид бубрега из ћелија изведених из ткива, диференциране одрасле ћелије се могу распоредити у тродимензионалном простору ек виво да би опонашале архитектуру људских органа [9]. Органоидни протоколи за диференциране ћелије изведене из ткива су покривени на другом месту. У овом прегледу ћемо се фокусирати на органоиде бубрега који потичу из матичних ћелија. Да би створили ове системе, научници могу култивисати плурипотентне матичне ћелије у присуству ендогених морфогена и екстрацелуларних компоненти специфичних за бубреге. Матичне ћелије се затим могу самостално саставити у структуре сличне бубрезима, опонашајући развој ембрионалног бубрега. Органи, као што је црево, садрже популације ендогених матичних ћелија у ткиву одраслих са којима научници могу да стварају органоиде [10]. Међутим, пошто нема јасних доказа да бубрег одраслог човека садржи нишу матичних ћелија, органоиди бубрега изведени из матичних ћелија морају бити направљени од плурипотентних матичних ћелија (било ембрионалних или хиПСЦ) [11].

Органоиди бубрега добијени из матичних ћелија могу се класификовати у следеће две категорије: органоиди прогенитор нефрона (НП) и органоиди уретерног пупољка (УБ). Обе врсте органоида су добро успостављене као модели болести. НП органоиди подсећају на метанефрични мезенхим, који садржи мултипотентне НП ћелије. У ствари, једна метанефрична мезенхимска ћелија може довести до свих епителних ћелија нефрона, искључујући сабирни канал [8]. Методологије за генерисање хиПСЦ изведених НП органоида укључују 2Д културу са накнадном агрегацијом у порозној трансвелл плочи (нпр. Такасато ет ал. (2016), Моризане ет ал. (2015)) или 3Д културу у хидрогелу (нпр. Фреедман ет ал. (2015)) [12–14]. Ови органоиди развијају гломеруларне и тубуларне структуре. НП органоиди изведени из два најпопуларнија НП протокола Такасатоа и Моризанеа упоређени су у опсежној анализи омике коју су урадили Ву ет ал. (2018) [15]. Открили су да док Такасато протокол генерише око 11% ћелија сличних подоцитима и 21% ћелија које нису циљане по органоиду, Моризан протокол генерише око 28,5% ћелија сличних подоцитима и 14,3% ћелија које нису циљане [15]. Изгледа да Такасато-ови органоиди такође развијају малу количину региона сличних УБ, али претежно имитирају метанефрични мезенхим, тако их класификују као НП органоиде [12]. Надаље, Моризане ет ал. (2015) и Такасато ет ал. (2016) протоколима недостаје ванћелијско окружење хидрогела које је присутно у раду Фреедмана ет ал. (2015) [14]. Гаррета ет ал. (2019) тврде да присуство хидрогела у формирању органоида побољшава формирање структуре бубрега и појачава производњу раних ИМ маркера, постериорних ИМ маркера и предњих ИМ маркера [16].

За разлику од НП органоида, УБ органоиди имитирају уретерни пупољак, који ствара систем сабирних канала. Методе за генерисање УБ органоида су недавно развијене и укључују култивацију тела ембриона и накнадну агрегацију у бунаре са мало адхерентности [17]. Ови органоиди имају цевасте структуре и структуре сабирних канала. Коначно, НП и УБ органоиди су такође комбиновани да генеришу ко-културне структуре вишег реда за рекапитулацију одраслих људифенотипови бубрега[17]. Најпопуларнији протоколи заорганоид бубрегаформације су сажете на слици 2 испод [12–14,17–19].

Слика 2. Резиме најпопуларнијих протокола за формирање органоида

2.3. Како се слажу: Органоиди бубрега против људских бубрега

Горе описани протоколи првенствено укључују самосастављање хиПСЦ-а у органоиде. Они опонашају феталне услове како би индуковали хиПСЦ да се диференцирају у лозе специфичне за бубреге и формирају структуре специфичне за бубреге. Прво стање фетуса које реплицирају је примитивна сигнализација низа. Примитивна пруга је део ембриона који се развија пре него што се три слоја клица одвоје. Већина протокола то ради користећи ВНТ сигнални агонист ЦХИР. Затим, за деривацију НП лозе, мора се индуковати постериорно-средњи мезодерм (ПИМ), а за УБ лозу мора бити индукован антериор-интермедијерни мезодерм (АИМ) [17]. Занимљиво је да Такасато ет ал. (2015) су открили да што је дужи период примене ЦХИР-а, то се више развија мезодерм налик задњем, док што је период краћи, то се више развија мезодерм налик предњем [20]. Дакле, продужено трајање ВНТ сигнализације доводи до већег стварања гломеруларне и проксималне структуре, а смањено трајање ВНТ сигнализације доводи до стварања више дисталне структуре.

По завршетку НП протокола развијају се органоиди са гломеруларним и тубуларним регионима. Међутим, они су незрели. Студије су показале да бубрежни органоиди добијени од хиПСЦ опонашају фетус у првом тромесечју [20]. Једну од најопсежнијих анализа на ову тему извршили су Субраманиан ет ал. (2019), који је користио РНА-сек да упореди органоиде бубрега са 8-недељом, 17-недељом и бубрезима одраслих људи. Закључили су да су органоиди бубрега сличнији људским бубрезима у 8. и 17. седмици код фетуса него у бубрезима одраслих [21]. Штавише, органоиди бубрега показују бојење примитивних мултипотентних маркера као што је СИКС2+ у целом бубрегу, док људски диференцирани бубрег одраслих не изражава такве маркере [22]. Стога, да би се органоид бубрега користио као заменик за бубрег одраслог човека за проучавање болести, он мора да напредује у гестационом добу.

Органоиди бубрега не само да могу више да опонашају рани метанефрос него прави бубрег одраслог човека, већ могу чак и више да личе на мезонефрос него на метанефрос ако је концентрација морфогена неправилно регулисана [23]. Решавајући ове забринутости, Тсујимото ет ал. (2020) су истраживали ин витро хиПСЦ диференцијацију у мезонефричне НП, метанефричне НП и УБ ћелије [24]. Ова студија је идентификовала неколико фактора који разликују ове три лозе и стога се могу применити на будућа проучавања ова три различита система [24]. Други кључни напредак у сазревању органоида укључује интеракције НП-УБ и васкуларизацију. Неке од најзначајнијих студија које се баве овим питањима извели су Тагуцхи и Нисхинакамура (2017) и Тсујимото ет ал. (2020) [17,24]. Ове студије су генерисале ММ-УБ ко-културне органоиде и трансплантирале их у мишеве, где су васкуларизовани. Генерисање ових метанефричних структура вишег реда значајно је унапредило структуру бубрега добијену из матичних ћелија у односу на стварне људске бубреге. Међутим, чак ни ови напредни системи нису били у стању да рекапитулирају екстензивније гранање УБ које се дешава током другог и последњег триместра ин виво [24]. Ови налази наглашавају потребу да се реплицирају ендогене зреле функције бубрега и интеракције које недостају тренутним органоидима, као што је проток течности.

3. Органоиди бубрега као моделни системи

Сличност бубрежних органоида са људским бубрезима чини их погодним за моделирање болести и скрининг лекова. Могу се направити за мање од месец дана, персонализирати појединцу и произвести на велико [12–14,17–19]. Поред тога, они се могу узгајати ин витро или пресађивати у мишеве, пацове или пилића јаја да би се формирали потпуни ин виво модели. У наставку ћемо истражити анализу која се може спровести са органоидима бубрега, као и тренутну и будућу употребу органоида бубрега у биомедицинским истраживањима.

3.1. Органоидна анализа бубрега

3.1.1. Ин витро тестови

Различити физиолошки, молекуларни и функционални тестови могу се извршити на органоидима бубрега. У погледу молекуларних тестова, различите транскриптомске анализе су успешно спроведене у органоидима бубрега [25]. На пример, Такасато ет ал. (2015) су екстраховали РНК из органоида и извршили секвенцирање РНК и кРТПЦР анализе [20].

Други, као што су Ву ет ал. (2018) су извршили изолацију језгара и секвенцирање снРНК, поред ДропСег сцРНА секвенцирања у органоидима бубрега. Поред нивоа РНК, различити нивои протеина су квантификовани и упоређени из органоидног лизата бубрега путем имуноблота (нпр. Цруз ет ал., 2017; Мораис ет ал, 2022) [26,27]. Штавише, имуноцитохемијска анализа се рутински изводи у органоидима бубрега да би се испитале специфичне структуре нефрона. Ово се често изводи као бојење целог органоида; алтернативно, делови ткива су такође коришћени за сондирање (нпр. Такасато ет ал, 2015; Цруз ет ал., 2017) (20,26). Ове студије су откриле да органоиди бубрега показују гломеруле, проксималне тубуле, дисталне тубуле, базалну мембрану и распоред сабирних канала (20,27). Слика 3 испод приказује пример органоида људског бубрега уметнутих у парафин и исечених на пресеке, генерисаних коришћењем протокола Такасато ет ал. (2016) (12) Секција је обојена за гломеруларне, проксималне тубуле и дисталне тубула маркер протеина и показује континуиране нефронске структуре од гломеруларних до дисталних тубула.Поред структура, органоиди бубрега такође показују васкулатуру.Међутим, она је ограничена, брзо регресира и није организована као код типичног бубрега (28).

Вишеструки функционални тестови се такође могу спровести у органоидима бубрега. На пример, како су описали Фреедман ет ал. (2022), органоиди бубрега могу бити подвргнути тестовима пулс-цхасе, где различити флуоресцентни молекули могу да се додају медијуму пре него што се замене новим медијумима без флуоресцентног недостатка [29]. Органоиди се затим могу анализирати за усвајање ових молекула, а добијене информације се могу користити за извођење информација о акумулацији, отицању, филтрацији, ендокрином или повреди [29]. Међутим, један од проблема са овим тестом на органоидним платформама је да се молекули могу увести споља у затворене цевасте структуре уместо преко апикалне површине, као што би се десило ин виво. Дакле, флуоресцентни молекули могу да се апсорбују из спољашње базолатералне мембране, јер не постоји начин да се контролише где ови молекули могу да оду када се грубо унесу у медијум. Поред тога, транспорт молекула може бити ограничен дифузијом унутар органоида, стварајући различите трендове у акумулацији унутар истог органоида.

Поред тога, поправка бубрега се такође може проценити на органоидним платформама, чиме се омогућава увид у механизме преокрета повреде бубрега и генетску основу која може предиспонирати пацијенте на болест бубрега. На пример, студије као што су Гупта ет ал. (2022) су истраживали путеве гена који су били појачано регулисани у присуству једнократне или вишеструке изложености цисплатину, молекулу повреде бубрега, у бубрежним органоидним платформама [30]. Коначно, формирање циста се може анализирати у органоидима у сврху проучавања полицистичне болести бубрега (ПКД) путем цАМП активације [26]. Цисте се затим могу мерити, квантифицирати и третирати као заступници за цисте људског бубрега.

3.1.2. Ин виво анализа

Значајан недостатак употребе ин витро органоида бубрега као модела система је њихов недостатак интеракције са остатком организма. Бројна стања која утичу на удаљене делове тела могу утицати на бубреге и обрнуто. На пример, промене крвног притиска могу драстично да промене гломеруларни притисак, који бубрег може, заузврат, да регулише. Међутим, ин витро, органоидни системи не узимају у обзир ове системске интеракције. Стога су истражени приступи трансплантацији који укључују органоиде бубрега добијене од људи код мишева, пацова и кокошијих јаја. У таквим студијама, људска и животињска ткива се разликују путем имуно-бојења хуманог нуклеарног антигена или поравнања очитавања И-хромозома са комбинованом референцом генома [21]. Поред тога, органоиди се могу пресађивати преко скеле (нпр. свиле) да би се обезбедио виши ниво структуралног интегритета [31]. Овај приступ може омогућити лакше анализе специфичних за органоидно ткиво након трансплантације.

Кључна предност трансплантације органоида бубрега је та што омогућава органоидима да васкуларизују, сазревају, па чак и филтрирају урин. Ван ден Берг и др. (2018) су показали да након субкапсуларне трансплантације бубрега код мишева, органоидни гломерули и тубули бубрега значајно сазревају [32]. У другој студији, Субраманиан ет ал. (2019) су показали да трансплантација хиПСЦ-изведених органоида у мишеве доводи до повећаног сазревања проксималних и дисталних тубула и смањеног присуства популација ћелија које нису циљне групе унутар органоида [21]. Што је још важније, након трансплантације, органоиди бубрега могу обављати крајњу функцију бубрега, филтрирати крв. Након субкутане трансплантације код мишева, органоиди бубрега формирали су структуре за филтрирање урина, што је доказано преносом ФИТЦ-обележеног декстрана [33]. Дакле, не само да трансплантација омогућава проучавање ефеката мутације у органоиду бубрега ин виво, већ такође побољшава сличност органоида са људским бубрегом и чини га донекле функционалним системом.

Док се имунодефицијентни мишеви често користе за хиПСЦ трансплантацију органоида бубрега, коришћени су и други домаћини, као што су хориоалантоичне мембране пилића (ЦАМ). ЦАМ је природно имунодефицијентан и погодан је за васкуларизацију органоида [16]. Међутим, недостају му типични системи органа сисара, због чега су органоиди бубрега одвојени од других система, за разлику од мишева. Упркос препрекама у вези са домаћином, генерисање химере са органоидима бубрега добијеним од људи омогућава опсежно ин виво проучавање болести бубрега код људи на платформи са великим утицајем.

3.2.

3.2.1. Органоиди бубрега као модели генетске болести

Оноиди за бубреге коришћени су за проучавање цевастих и гломеруларних генејских болести бубрега [26,34,35]. Код људи, најистакнутије тубуларне болести укључују педијатријску болест полицистичних бубрега (ПКД), која је резултат аутозомно рецесивних мутација у фиброцистичном гену (ПКХД1), и ПКД одраслих, која је резултат аутозомно доминантних мутација у полицистину-1 и -2 Гене [36-38]. Ове мутације се могу вештачки увести у ХИПЦС путем технологија за уређивање гена, попут система Цриспр-ЦАС 9. Уређени ХИПСЦ-ови се могу накнадно нарасти у људске бубрежне органе за моделирање у ПКД-у и анализирани путем протеинских бојења и профилирања РНА. На пример, Фреедман ет ал. (2015) и Цруз ет ал. (2017) нокаутирали су полицистинске гене у ХИПЦ линијама користећи ЦРИСПР / ЦАС9 систем и потом изведени организори који опонашају цистични фенотип који је пронашао ин виво у болесним пацијентима [14,26]. Ове студије показују да се органи бубрега могу користити као лако уочљиве, релевантне платформе за проучавање ПКД-а. Поред тога, орзони направљени од ћелијских линија које су добијене пацијенте омогућавају увид у мутације специфичних за пацијенте и вероватноћу развоја болести. На пример, Лов ет ал. (2019) Развио је органи за бубреге добијено од пацијената са ПКХД1 мутацијама и упоређивали их са видљивим типом орзони [39]. Оболени орзони показали су значајно цисту формирање, чиме је демонстрирајући потенцијал бубрежних орзона да предвиди манифестацију болести из генотипа [39]. У другој студији Хернандез и др. (2021) Изведен Хипсцс од пацијената са мутацијама у комплексу гомољастих склерозе -2 Гене, који пацијент преноси склони развоју бубрега [40]. Затим су исправили мутацију пацијента са ЦРИСПР / ЦАС9 системом. Оноидови бубрега из ових исправљене изогене мутантне линије показали су смањену формирање цисте и вратили генске путеве у поређењу са оболелим органима, што показује корисност бубрежних орзона у проучавању функционалних ефеката на низводно у проучавању низводне функционалне ефекте спецификатних мутација у изогеним мутацијама у изогеним системима.

Истраживачи су такође користили органоиде добијене од пацијената да би стекли увид у генетске болести које утичу на гломерул. На пример, Хале ет ал. (2018) фокусирали су се на НПХС1 (нефрин) ген, који, ако је мутиран, индукује неисправно формирање процеса стопала подоцита и непропусну филтрацију урина, што доводи до болести бубрега [34]. Хале ет ал. (2018) користили су мутантне НПХС1 хиПСЦ изведене од пацијената да би добили органоиде бубрега који су моделирали ове неисправне процесе стопала подоцита, укључујући смањене нивое протеина специфичних за подоците, нефрина и подоцина [34]. Исто тако, Фреедман ет ал. (2015) су нокаутирали гломеруларни ген ПОДКСЛ у хиПСЦ и открили да органоиди показују неисправну архитектуру подоцит-подоцит [14].

Један у великој мери неискоришћени потенцијал бубрежних органоида је њихова способност да моделирају ембрионалне и феталне дефекте. Тренутно, истраживачи настоје да моделирају бубрег одраслог човека са органоидом бубрега. Међутим, у свом тренутном стању у првом и другом тромесечју, органоид бубрега може да се користи за проучавање развојних дефеката бубрега [41]. Дефекти у развоју уринарног система, као што је дисплазија бубрега, спадају међу неке од најчешћих и најтежих развојних поремећаја [42]. Пошто се многе од ових болести могу открити већ у 11. недељи, органоиди бубрега су посебно погодни за проучавање урођених оштећења бубрега. На располагању су нам не само метанефричне бубрежне органоиде у првом и другом триместру, већ имамо и примитивне мезонефричне ћелијске линије бубрега (нпр. Тсујимото ет ал., 2020) за проучавање ембрионалних и феталних дефеката [24]. Пошто мало система дозвољава проучавање и манипулацију људским бубрезима у развоју, органоид бубрега омогућава огроман потенцијал за феталне генетске, токсиколошке и развојне студије.

3.2.2. Органоиди бубрега као модели за друге болести

Поред генетских болести, органоиди бубрега су коришћени за проучавање одговора људских система на вирусну инфекцију, рак и повреде. На пример, Јансен ет ал. (2021) користили су бубрежну органоидну платформу за процену ефеката вирусног САРС-ЦоВ-2 на људске бубреге [43]. Ова група је открила да САРС-ЦоВ-2 инфекција доводи до повећане експресије колагена-И у људским бубрежним органоидима, пружајући на тај начин механичко објашњење повреде бубрега и фиброзе које често прате тешке случајеве дугог ЦОВИД-19 [ 43]. Што се тиче истраживања рака, Хернандез ет ал. (2021) су трансплантирали органоиде бубрега у имунодефицијентне пацове да би моделирали ретке генетски погођене туморе бубрега. Овде су органоиди добијени од пацијената развили туморске лезије, чиме су рекапитулирали туморе бубрега код људи [40]. Поред тога, користили су моделе тумора засноване на органоидима бубрега као полуфункционалне људске структуре и тестиране лекове и терапије засноване на наночестицама. Коначно, недавне студије су показале да се органоиди бубрега могу користити за тестирање одговора на повреду бубрега. На пример, Презпиорски ет ал. (2022) су показали да органоиди бубрега производе маркере оксидативног оштећења и повећану експресију маркера повреде давањем молекула повреде хемина у органоиде бубрега, заједно са биосензором [44].

3.2.3. Органоиди бубрега у процени лекова

Поред пружања увида у болести, органоиди бубрега су коришћени за скрининг лекова. Посебно, органоиди бубрега су коришћени за проучавање повреде бубрега изазване лековима (ДИКИ), која је водећи узрок акутне повреде бубрега [45]. У процени нежељених ефеката цисплатина, Цзерниецки ет ал. (2018) су показали да су органоиди бубрега корисни као модели високе пропусности за провјеру нових фармацеутских производа у разноликом низу људске генетике [46].

Други, као што су Ву ет ал. (2018) извршили су изолацију језгара и секвенцирање снРНК, поред ДропСег секвенцирања сцРНА у органоидима бубрега. Поред нивоа РНК, различити нивои протеина су квантификовани и упоређени из органоидног лизата бубрега путем имуноблота (нпр. Цруз ет ал., 2017; Мораис ет ал, 2022) [26,27]. Штавише, имуноцитохемијска анализа се рутински изводи у органоидима бубрега да би се испитале специфичне структуре нефрона. Ово се често изводи као бојење целог органоида; алтернативно, делови ткива су такође коришћени за сондирање (нпр. Такасато ет ал, 2015; Цруз ет ал., 2017) (20,26). Ове студије су откриле да органоиди бубрега показују гломеруле, проксималне тубуле, дисталне тубуле, базалну мембрану и распоред сабирних канала (20,27). Слика 3 испод приказује пример органоида људског бубрега уметнутих у парафин и исечених на пресеке, генерисаних коришћењем протокола Такасато ет ал. (2016) (12) Секција је обојена за гломеруларне, проксималне тубуле и дисталне тубула маркер протеина и испољава континуиране нефронске структуре од гломеруларних до дисталних тубула.Поред структура, познато је да и органоиди бубрега показују васкулатуру.Међутим, она је ограничена, брзо регресира и није организована као код типичног бубрега (28).

Слика 4. Резиме начина на који се органоиди бубрега могу користити за моделирање болести. Резиме начина на који се органоиди бубрега могу користити за моделирање ди