Голосовые связки научились делать в лаборатории

Только в США более 20 миллионов пациентов с патологиями, вызванными поражением голосовых связок, например, в результате фиброза или рака гортани. До сегодняшнего дня они  имели ограниченные варианты лечения, несмотря на то, что голос имеет важное значение для общественной жизни. 

Группа ученых из Университета Висконсин-Мэдисон получила доказательство концепции возможной лабораторной реконструкции голосовых связок с помощью биоинженерных тканей. Их главное достижение — новое структурное волокно, описано в статье, посвященной исследованию, в ноябрьском номере журнала Science Translational Medicine.

Из чего будут делать искусственный голос

Проблемы, стоявшие перед медиками, были очень важны, ведь голос является главным способом общения с нашими близкими, коллегами и остальным обществом. И вместе с тем эти проблемы огромны и сложны, ведь искусственная ткань должна была быть в состоянии преобразовать «биомеханику» аэродинамической энергии в высокочастотные вибрации, но при этом исполнять роль своеобразного барьера для вирусов гриппа, герпеса и прочих респираторных инфекций. «Искусственные голосовые связки должны были быть изготовлены из специального материала, достаточно гибкого для вибрации, но сильного, чтобы звучать. Это очень сложная для воспроизведения система», — объясняют авторы.

Доктор Натан Велам и группа ученых, которую он возглавлял, работали с двумя различными типами клеток человека, выделенными из тканей голосовых связок, пытаясь воспроизвести функциональную слизистую оболочку. Исследователи взяли образцы ткани гортани четырех погибших людей, не болевших раком. Затем были выделены, очищены и культивированы клетки слизистой оболочки, позднее была осуществлена их сборка на коллагеновой матрице 3-D, аналогично технологиям, используемым для культивирования в лабораторных условиях клеток искусственной кожи. 

Голос уже пересадили мышам

Пересадки голосовых связок, проведенные на животных, показали:

• Если искусственная ткань пересаживается в естественную среду гортани, она воспроизводит действие естественного физиологического механизма, в том числе необходимые вибрации для передачи звука;
• в естественных условиях, на примере мышей, пересадка хорошо переносится иммунными структурами  клеток, что является огромным «плюсом», так как исключает риск отторжения трансплантатов для большинства;
• кроме того, искусственные клетки производили те же белки, что и обычные клетки, эти эпителиальные клетки образовывали незрелую базальную мембрану, создавая барьер на пути болезнетворных микроорганизмов и раздражающих факторов.

Конечно, структура волокон, полученная из образцов умерших пациентов, на данном этапе менее сложная, чем у зрелых голосовых связок человека, но уже получено доказательство возможности самой трансплантации, выживания и функциональности трансплантата в гортани.

Сегодня стала возможной полная пересадка лица. Такую операцию провели американские пластические хирурги. Их пациентом стал 41-летний пожарный Патрик Хардисон, который во время пожара получил тяжелые ожоги головы, шеи и верхней части туловища.