Los científicos de la Universidad de Wisconsin-Madison han logrado cultivar tejido funcional de las cuerdas vocales en el laboratorio, un paso importante para restaurar la voz de las personas que han perdido sus cuerdas vocales debido a una cirugía por cáncer u otras lesiones.
El Dr. Nathan Welham, un patólogo del habla y lenguaje de la UW, y sus colegas de varias disciplinas pudieron bioingeniería del tejido de las cuerdas vocales capaz de transmitir sonido, informaron en un estudio publicado en la revista Medicina traslacional de la ciencia .
Alrededor de 20 millones de estadounidenses sufren de problemas de la voz, y muchos tienen daños en las mucosas de las cuerdas vocales, los tejidos especializados que vibran a medida que el aire se mueve sobre ellos, dando lugar a la voz. Mientras que las inyecciones de colágeno y otros materiales pueden ayudar a algunos a corto plazotérmino, Welham dice que no se puede hacer mucho por las personas que han sufrido daños o extirpación de áreas más grandes de sus cuerdas vocales.
"La voz es algo increíble, pero no pensamos mucho hasta que algo sale mal", dice Welham, profesor asociado de cirugía en la Facultad de Medicina y Salud Pública de la Universidad de Washington. "Nuestras cuerdas vocales están hechasde tejido especial que tiene que ser lo suficientemente flexible como para vibrar, pero lo suficientemente fuerte como para juntarse cientos de veces por segundo. Es un sistema exquisito y difícil de replicar ".
Welham y sus colegas comenzaron con el tejido de las cuerdas vocales de un cadáver y cuatro pacientes a quienes se les extirparon las laringe pero no tenían cáncer. Aislaron, purificaron y cultivaron las células de la mucosa, luego las aplicaron a un andamio de colágeno tridimensional,similar a un sistema utilizado para hacer crecer la piel artificial en el laboratorio.
En aproximadamente dos semanas, las células crecieron juntas para formar un tejido con un tejido conectivo flexible pero fuerte debajo y capas de células epiteliales en la parte superior. El análisis proteómico mostró que las células producían muchas de las mismas proteínas que las células normales de las cuerdas vocales. Pruebas físicasdemostró que las células epiteliales también habían comenzado a formar una membrana basal inmadura, lo que ayuda a crear una barrera contra los patógenos e irritantes en las vías respiratorias.
Welham dice que el tejido cultivado en el laboratorio "se sentía como el tejido de las cuerdas vocales", y las pruebas de materiales mostraron que tenía cualidades de viscosidad y elasticidad similares a las del tejido normal.
Para ver si podía transmitir el sonido, los investigadores trasplantaron el tejido de bioingeniería en un lado de las laringe que habían sido retiradas de los perros cadáveres. Las laringe se unieron a las tráqueas artificiales y se les hizo pasar aire caliente y humidificado.el tejido produce sonido, pero las imágenes digitales de alta velocidad mostraron que la mucosa diseñada vibra como el tejido nativo en el lado opuesto. El análisis acústico también mostró que los dos tipos de tejido tenían características de sonido similares.
Finalmente, los investigadores querían ver si el tejido sería rechazado o aceptado por ratones que habían sido diseñados para tener sistemas inmunes humanos. El tejido creció y no fue rechazado, funcionando igualmente bien en ratones que tenían inmunidad del donante de células de laringesistema creado a través de una donación de sangre de donantes de células de laringe y ratones con diferentes sistemas inmunes humanos.
"Parece que el tejido de cuerdas vocales diseñado puede ser como el tejido de la córnea en el sentido de que es inmunoprivilegiado, lo que significa que no desencadena una reacción inmune del huésped", dice Welham, y agrega que estudios anteriores también habían sugerido esto.
En cierto sentido, el tejido no era tan bueno como el real: su estructura de fibra era menos compleja que las cuerdas vocales adultas, pero los autores dijeron que esto no era sorprendente porque las cuerdas vocales humanas continúan desarrollándose durante al menos 13 años después del nacimiento.
Welham dice que el tejido de las cuerdas vocales que no tiene cáncer es un producto raro, por lo que las aplicaciones clínicas requerirán la acumulación y expansión de células humanas, o el uso de células madre derivadas de la médula ósea u otros tejidos. Las células madre podrían prepararse paradiferencie en células de las cuerdas vocales exponiéndolas a vibraciones y fuerzas de tensión en un "biorreactor laríngeo". Otros laboratorios están realizando este trabajo, incluido Wisconsin.
Las aplicaciones clínicas aún están a años de distancia, pero Welham dice que este estudio de prueba de principio es un "punto de referencia sólido" en el camino hacia el reemplazo del tejido de las cuerdas vocales. Avanzar en este prometedor trabajo requiere más pruebas de seguridad y función a largo plazo.
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Materiales proporcionado por Universidad de Wisconsin-Madison . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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