Модель голосовых связок из стволовых клеток заставили страдать от табачного дыма

Ученые вырастили ткань голосовых связок из стволовых клеток человека. В отличие от предыдущего метода, новый не требует использования клеток мертвых доноров, а созданная ткань напоминает настоящую не только по клеточному составу и функциям, но и по реакции на раздражающие факторы, например, табачный дым. Работа опубликована в журнале Nature Communications.

Модель голосовых связок человека очень сложно вырастить in vitro. Дело в том, что связки покрыты слизистой оболочкой, которая очень плохо восстанавливается. Поэтому невозможно получить образец здоровых клеток у живого человека. В то же время, в отсутствие клеточной модели невозможно тестировать лекарства, которые могли бы помочь людям справляться с воспалением связок и восстанавливать голос.

Власта Лунгова (Vlasta Lungova) из Института медицинских исследований Висконсина и ее коллеги создали универсальную клеточную модель голосовых связок. В качестве основы они взяли клетки соединительной ткани голосовых связок фибробласты — их культура существует давно, потому что они хорошо размножаются.

Затем ученые взяли индуцированные плюрипотентные клетки человека и разработали протокол, с помощью которого дифференцировали их в клетки слизистой оболочки. Чтобы отличить клетки слизистой от фибробластов, их пометили с помощью зеленого флуоресцентного белка. Затем новые клетки посадили поверх подложки из соединительной ткани: получилась двухслойная конструкция, которая должна была имитировать ткань голосовых связок.

Исследователи подтвердили, что их модель воспроизводит свойства настоящей слизистой оболочки: клетки глубинных слоев были кубической формы, а клетки на поверхности стали плоскими, как и положено в многослойном эпителии. Они экспрессировали характерные маркеры, а также производили белки-муцины, которые составляют существенную часть слизи.

Наконец, ученые попробовали воссоздать эффект повреждения слизистой на полученной модели. Для этого они в течение недели культивировали клетки в присутствии пятипроцентного экстракта табачного дыма. В результате этого воздействия слизистая стала тоньше, клетки начали ороговевать (накапливать кератины), производить меньше муцинов и больше провоспалительных белков — произошло то же, что и с голосовыми связками курильщиков.

Таким образом, новая модель оказалась вполне пригодной для исследования структуры здоровых и поврежденных голосовых связок. Кроме того, индуцированные плюрипотентные клетки несложно добыть и вырастить слизистую оболочку заново. Это выгодно отличает новую модель от старых, в которых использовали клетки мертвых доноров или фрагменты гортаней, удаленных в ходе операций.

Мы уже рассказывали, как с помощью предыдущих моделей голосовых связок ученые заставили искусственную гортань производить звуки. Стоит уточнить, что исследовать повреждение тканей на них неудобно.

Полина Лосева