Из свиного мениска сделали материал для расширения гортани

Американские медики заселили коллагеновый каркас свиного мениска клетками ушного хряща. Полученный трансплантат можно использовать для расширения дыхательных путей. В эксперименте на кроликах он обеспечивал большее увеличение просвета и лучше стимулировал образование собственного хряща.  Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Подскладочный стеноз гортани — это сужение дыхательного просвета непосредственно под голосовыми связками. Легкие стадии стеноза успешно лечат ингаляциями, но при критическом сужении восстановить нормальное дыхание можно только с помощью ларинготрахеальной реконструкции. Во время этой операции дыхательные пути расширяют, вставляя фрагмент собственного реберного хряща пациента. Однако у детей реберный хрящ часто оказывается недостаточно толстым и прочным. Кроме того, для получения трансплантата приходится делать дополнительный разрез на грудной клетке. Это увеличивает продолжительность и травматичность операции  и риск послеоперационных осложнений. 

Решение проблемы нашли американские медики под руководством Риккардо Готтарди (Riccardo Gottardi) из Университета Пенсильвании. Ученые использовали свиной мениск — волокнистый хрящ коленного сустава. Его обработали ферментами, чтобы удалить клетки, кровеносные сосуды и эластин, сохранив при этом прочный коллагеновый каркас. На месте эластиновых волокон образовалась сеть микроканалов средним диаметром 5 микрометров. Получившийся материал ученые назвали MEND (MENiscal Decellularized scaffold). 

Затем каркас заселили клетками-предшественниками ушного хряща  кролика. За три дня клетки проникли в сеть микроканалов, а после трех недель культивирования сформировали хрящевую ткань. По механическим свойствам, а также содержанию коллагена и гликозаминогликана такой «композитный» хрящ почти не отличался от обычного реберного. 

Полученный материал испытали на новозеландских белых кроликах. Всего ученые провели операции по расширению дыхательных путей 38 животным. Им вживляли незаселенный MEND, MEND с клетками-предшественниками ушного хряща и MEND с недифференцированными клетками ушного хряща. Результаты сравнивали со стандартным трансплантатом из реберного хряща в таких же условиях. Во время операции и в течение трех месяцев после нее все животные оставались живы, авторы не зафиксировали ни одного случая отторжения трансплантата, инфекции или кальцификации.

У всех кроликов трансплантаты успешно прижились и восстановили просвет дыхательных путей, а MEND с клетками-предшественниками обеспечил наибольшее его увеличение. По сравнению со стандартным трансплантатом разные варианты MEND лучше срастались с собственным хрящом дыхательных путей и стимулировали образование нового хряща на границе имплантата. 

Интересно, что даже после пересадки незаселенного MEND у животных начинала формироваться собственная хрящевая ткань. По-видимому, MEND служил не только механической опорой, но и матрицей для заселения собственными клетками организма и последующей регенерации. Авторы считают, что в будущем этот подход может стать альтернативой трансплантации собственного реберного хряща при лечении стеноза у детей и взрослых.

Ксенотрансплантациями — пересадками модифицированных органов и тканей животных — занимаются многие исследователи. Людям уже пробовали пересаживать почки и сердца от генетически модифицированных свиней, а прошлым летом китайские медики впервые трансплантировали свиное ГМ-легкое пациенту со смертью мозга. Орган сохранял жизнеспособность в течение девяти дней эксперимента. Подробнее о ксенотрансплантациях можно почитать в нашем материале «О свиньях и людях».