Коллектив ученых из Университета Висконсина под руководством Натана Уэлхема (Nathan Welham) сумел из клеток человека вырастить в лабораторных условиях ткань голосовых связок. Причем при испытании связки оказались способными вибрировать и генерировать звук.
Голосовые связки расположены в гортани. Центральный край каждой из них, возле которого проходит выдыхаемый воздух, представляет собой сухожилие, далее находится голосовая мышца, а затем слизистая ткань, прикрепленная к хрящам гортани. Когда голосовые связки сближаются, они вибрируют под действием потока воздуха из легких, в таком случае человек произносит гласные звуки и звонкие согласные. Если голосовые связки разводятся, произносятся глухие согласные. Различные конфигурации щели между связками позволяют человеку издавать шепот, а также говорить скрипучим голосом или с придыханием. Обычно связки колеблются от 100 до 200 раз в секунду, но при произнесении очень высоких звуков частота колебаний может достигать 1000 в секунду.
Пациенты, которые перенесли операцию по удалению голосовых связок, например, при онкологических заболеваниях, или же имеющие врожденные патологии гортани, теряют способность говорить. Помочь таки людям решили Уэлхем и его коллеги. Они взяли образцы эпителиальных клеток, покрывающих поверхность связок, и фибробластов, которые составляют основную часть связок, и поместили их в объемные матрицы из коллагена, которые имитируют строение органа.
Через две недели ученые обнаружили, что клетки начинают образовывать структуру, напоминающую природные голосовые связки. Исследователи дорастили связки до нормальных размеров, а затем подвергли их испытанию. Они закрепили их в гортанях пяти мертвых собак, куда затем подавали воздушную струю. Как оказалось, выросшие в лаборатории голосовые связки вполне способны к вибрации, а значит к произведению звука. Также ученые проверили, не отторгаются ли такие связки иммунной системой человека. Для этого их имплантировали генетически модифицированным лабораторным мышам, иммунитет которых воспроизводит человеческий. Эта проверка также закончилась успешно. Всего в ходе исследований в лаборатории было выращено 170 голосовых связок разных размеров.
Авторы работы надеются, что в недалеком будущем их результаты помогут пациентам. Однако следующим этапом испытание станет трансплантация связок в гортани живых животных. О работе Уэлхема и его коллег сообщается в журнале Science Translational Medicine.
