Hlasivky sa naučili robiť v laboratóriu

Tím vedcov z University of Wisconsin-Madison získal dôkaz koncepcie možnej laboratórnej rekonštrukcie hlasiviek pomocou bioinžinierskych tkanív. Ich hlavný úspech, nové štrukturálne vlákno, je opísaný vo výskumnom článku v novembrovom čísle časopisu Science Translational Medicine.

Z čoho bude vyrobený umelý hlas

Problémy, ktorým čelili lekári, boli veľmi dôležité, pretože hlas je hlavným spôsobom komunikácie s našimi blízkymi, kolegami a zvyškom spoločnosti. A zároveň sú tieto problémy obrovské a zložité, pretože umelá tkanina musela byť schopná premeniť „biomechaniku“ aerodynamickej energie na vysokofrekvenčné vibrácie, no zároveň zohrávať úlohu akejsi bariéry vírusy chrípky, herpes a iné respiračné infekcie. „Umelé hlasivky museli byť vyrobené zo špeciálneho materiálu, ktorý bol dostatočne pružný na to, aby vibroval, ale dostatočne silný na to, aby vydával zvuk. Toto je veľmi náročný systém na reprodukciu,“ vysvetľujú autori.

Dr. Nathan Welam a tím, ktorý viedol, pracovali s dvoma rôznymi typmi ľudských buniek izolovaných z tkaniva hlasiviek v snahe replikovať funkčnú sliznicu. Vedci odobrali vzorky tkaniva z hrtana štyroch mŕtvych ľudí, ktorí nemali rakovinu. Slizničné bunky boli potom izolované, purifikované a kultivované a neskôr zostavené na 3-D kolagénovej matrici, podobne ako technológie používané na kultiváciu umelých kožných buniek v laboratóriu.

Hlas už bol transplantovaný myšiam

Transplantácie hlasiviek uskutočnené na zvieratách preukázali:

• Ak sa umelé tkanivo transplantuje do prirodzeného prostredia hrtana, reprodukuje fungovanie prirodzeného fyziologického mechanizmu vrátane vibrácií potrebných na prenos zvuku;
• v prirodzených podmienkach, napríklad na myšiach, je transplantácia dobre tolerovaná imunitnými štruktúrami buniek, čo je obrovské „plus“, pretože u väčšiny eliminuje riziko odmietnutia transplantátu;
• Okrem toho, že umelé bunky produkovali rovnaké proteíny ako bežné bunky, tieto epitelové bunky tvorili nezrelú bazálnu membránu, ktorá vytvára bariéru proti patogénom a dráždivým látkam.

Samozrejme, štruktúra vlákien získaných zo vzoriek zosnulých pacientov je v tomto štádiu menej zložitá ako štruktúra zrelých ľudských hlasiviek, ale už boli získané dôkazy o možnosti samotnej transplantácie, prežití a funkčnosti hlasiviek. transplantácia do hrtana.

Dnes je možná transplantácia celej tváre. Túto operáciu vykonali americkí plastickí chirurgovia. Ich pacientom bol 41-ročný hasič Patrick Hardison, ktorý pri požiari utrpel ťažké popáleniny hlavy, krku a hornej časti tela.