Дефицит донорских органов, а также типичные осложнения «классических» трансплантаций заставляют ученых искать новые способы замещения жизненно важных функций человеческого организма. Одной из возможных альтернатив пересадке и диализу является создание биоискусственной почки. По сути, такая конструкция представляет собой небольшой по размерам биореактор, содержащий почечные клетки, которые реадсорбируют воду и растворенные вещества, а также выполняют метаболические и эндокринные функции.

Сложной задачей является защита клеток, находящихся в биореакторе от иммунной системы реципиента. Исследователи из Университета Сан-Франциско предложили использовать для этого кремниевые мембраны с нанопорами. Такая мембрана не препятствует транспорту веществ, но в то же время не позволяет проникнуть внутрь иммунным клеткам реципиента.

Идея была проверена в эксперименте, результаты которого опубликованы в журнале Nature Communications. В биореактор поместили клетки почечного эпителия человека и имплантировали его свинье. Несмотря на то, что лабораторным животным не вводили иммуносупрессивные и антикоагулянтные препараты, спустя семь дней более 90% клеток сохранили жизнеспособность и функциональную активность. Более того, признаки иммунного повреждения клеток в биореакторе, которые в данной модели являлись ксенотрансплантатом, были минимальны. Уровни цитокинов в крови реципиента также не свидетельствовали об активации иммунной системы и развитии сверхострого отторжения.

Kim EJ, Chen C, Gologorsky R, et al. Feasibility of an implantable bioreactor for renal cell therapy using silicon nanopore membranes. Nat Commun. 2023;14(1):4890. Published 2023 Aug 29. doi:10.1038/s41467-023-39888-2