Morphologische Charakterisierung renaler Organoide aus humanen induzierten pluripotenten Stammzellen

Die steigende Zahl chronisch Nierenkranker erfordert die tiefergehende Analyse der renalen Pathophysiologie und die Entwicklung neuer therapeutischer Strategien. Hierfür wird ein möglichst exaktes Modell der Niere benötigt. Durch humane Organoide - aus Vorläuferzellen differenzierte, dreidimensionale, organähnliche Strukturen - könnten genauere Modelle der Niere generiert werden. Ziele dieser Arbeit waren die Etablierung eines von Przepiorski et al. (2018) publizierten Protokolls und die anschließende Charakterisierung der renalen Organoide. Des Weiteren sollten zwei Reportersysteme für die nierenspezifischen und krankheitsrelevanten Gene NPHS2 und UMOD generiert werden. Für die Differenzierung der Organoide wurden humane induzierte pluripotente Stammzellen (hiPSC) nach dem Protokoll von Przepiorski et al. (2018) modifiziert. Die Organoide wurden nach frühestens zwei Wochen entnommen und untersucht. Für die Reportersysteme wurden Plasmide für das Verknüpfen von Ziel- und Reportergen kloniert und Human Embryonic Kidney (HEK) 293-Zellen mit diesen modifiziert. In den Organoiden wurden juvenile Tubuli und Glomeruli nachgewiesen. Die qPCR-Analysen zeigten die gesteigerte Expression diverser renaler Marker-Gene. Bei verlängerter Kultur kam es neben Wachstums- auch zu degenerativen Vorgängen, welche Folge eines fehlenden Gefäßnetzwerks sein könnten. Die Funktionalität der Reportersysteme wurde durch den mikroskopischen Nachweis der Reportergene in den modifizierten Zellen belegt. Zusammenfassend konnte das Protokoll von Przepiorski et al. (2018) erfolgreich etabliert werden. Die humanen renalen Organoide wurden charakterisiert und ihre besondere Eignung untermauert. Es gelang, zwei Reportersysteme mit nierenspezifischen und krankheitsrelevanten Genen zu generieren. Eine Modifikation der hiPSC mit den Reporterkonstrukten und anschließende Differenzierung könnte eine dreidimensionale, morphologische Charakterisierung humaner renaler Organoide in vitro ermöglichen.