Jak podobny jest rozwój nerek u ludzi i u myszy laboratoryjnych, które stanowią podstawę podstawowych badań medycznych? W badaniu opublikowanym w Komórka rozwojowaNaukowcy z USC Stem Cell badają tę kwestię, porównując aktywność i regulację genów, które kierują rozwojem nerek u myszy laboratoryjnych i ludzi.

„Choć mamy wiele wspólnego z myszami laboratoryjnymi, nasze ścieżki ewolucyjne rozeszły się około 80 milionów lat temu” – powiedział autor korespondencyjny Andy McMahon, dyrektor Centrum Medycyny Regeneracyjnej i Badań nad Komórkami Macierzystymi im. Eli i Edythe Broad na USC oraz prorektor i profesor biologii komórek macierzystych, medycyny regeneracyjnej i nauk biologicznych WM Keck.

„Na poziomie anatomicznym istnieją oczywiste różnice w nerkach myszy i człowieka pod względem ogólnego rozmiaru organu, liczby jednostek filtrujących i wzorców przewodów i płatów. Chcieliśmy pogłębić naszą wiedzę na temat tych fundamentalnych różnic na poziomie genów leżących u ich podstaw i regulatorów genów, które koordynują rozwój nerek”.

Aby to osiągnąć, pierwszy autor Sunghyun Kim z laboratorium McMahon współpracował ze swoimi kolegami, aby zbudować atlasy porównujące aktywność i regulację genów w różnych typach komórek w rozwijających się nerkach myszy i ludzi. Naukowcy mogli następnie wskazać podobieństwa i różnice między tymi dwoma gatunkami i zidentyfikować specyficzne dla typu komórek i gatunku programy regulacji genetycznej i genowej istotne dla rozwoju i choroby nerek.

Wiele genów, takich jak ten, który koduje cząsteczkę PCDH15, która pomaga komórkom przylegać do siebie, wykazywało specyficzne dla człowieka wzorce aktywności. Geny te miały tendencję do kojarzenia się z interakcją i migracją komórek i mogą być niezbędne do zbudowania złożonej nerki wielkości człowieka w stosunkowo długim okresie rozwoju embrionalnego.

Inne geny, w tym NTNG1, gen normalnie związany z rozwojem komórek nerwowych, mogą być wykorzystywane specyficznie w ludzkich nerkach do kierowania procesami rozwojowymi człowieka.

Wiele regulatorów genów było również specyficznych dla człowieka. Niektóre z nich były związane z przewlekłą chorobą nerek lub wrodzonymi anomaliami nerek i dróg moczowych.

„Dzięki zidentyfikowaniu regionów regulujących geny specyficzne dla człowieka, udało nam się powiązać je z regionami wcześniej kojarzonymi z chorobami nerek, co pokazuje, że nasze badania mogą potencjalnie dostarczyć wiedzy klinicznej” – powiedziała Kim, niedawna absolwentka studiów doktoranckich na USC, obecnie odbywająca studia podyplomowe w Massachusetts General Hospital w Bostonie.