Курильщик на чипе
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 (Lungova et al., Human induced pluripotent stem cell-derived vocal fold mucosa mimics development and responses to smoke exposure).
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.
Модель голосовых связок здорового человека (a) и голосовых связок курильщика (b).
Таким образом, новая модель оказалась вполне пригодной для исследования структуру 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.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru