Губы: многофункциональность и сложность структуры

Губы выполняют множество функций: речь, прием пищи, питье, дыхание, а также служат индикатором эмоционального состояния, здоровья и эстетической красоты. Такая многофункциональность требует сложной структуры, что делает лечение связанных с губами проблем сложной задачей. Для улучшения существующих методов лечения необходимы фундаментальные исследования, однако до сих пор отсутствовали модели, использующие клетки губ, которые функционируют иначе, чем другие клетки кожи.

Успешная иммортализация клеток губ

В журнале Frontiers in Cell and Developmental Biology опубликовано исследование, в котором ученые успешно иммортализовали донорские клетки губ. Это открытие позволяет создавать клинически значимые модели губ в лабораторных условиях. Проверка концепции может принести пользу тысячам пациентов.

Доктор Мартин Деген из Бернского университета (University of Bern) отмечает: «Губа — очень заметная черта нашего лица. Любые дефекты в этой ткани могут сильно уродовать. Но до сих пор отсутствовали модели клеток человеческих губ для разработки методов лечения. Благодаря нашему тесному сотрудничеству с Университетской клиникой детской хирургии, Университетской больницы Берна мы смогли изменить это, используя губную ткань, которая в противном случае была бы выброшена».

Первичные клетки и их ограничения

Первичные клетки являются идеальным материалом для исследований, так как они сохраняют характеристики исходной ткани. Однако эти клетки не могут размножаться бесконечно, и их приобретение часто дорого и сложно.

Деген поясняет: «Ткани человеческих губ не всегда можно получить. Без этих клеток невозможно имитировать характеристики губ in vitro».

Иммортализованные клетки губ

Альтернативой первичным клеткам являются иммортализованные клетки, которые можно выращивать в лаборатории. Для этого ученые изменяют экспрессию генов, позволяя клеткам размножаться после завершения обычного жизненного цикла.

Процесс иммортализации

Ученые выбрали клетки кожи, пожертвованные двумя пациентами: один лечился от разрыва губы, другой — от заячьей губы. С помощью ретровирусного вектора были деактивированы гены, останавливающие жизненный цикл клеток, и изменены теломеры на концах хромосом, что увеличило продолжительность жизни клеток.

Тестирование иммортализованных клеток

Новые клеточные линии прошли тщательное тестирование для подтверждения стабильности генетического кода и сохранения характеристик первичных клеток. Для проверки отсутствия хромосомных аномалий и раковых характеристик клетки выращивались на мягком агаре, где должны были расти только раковые клетки.

Функциональные тесты

Ученые провели тесты, чтобы оценить, как клетки могут быть использованы в качестве экспериментальных моделей для заживления губ или инфекций. Во-первых, клетки были поцарапаны для проверки их способности к заживлению ран. Необработанные клетки заживили рану через восемь часов, в то время как клетки, обработанные факторами роста, сделали это быстрее. Эти результаты соответствуют результатам, наблюдаемым в клетках кожи других частей тела.

Затем ученые создали 3D-модели с использованием клеток и инфицировали их Candida albicans — дрожжевыми грибками, которые могут вызывать серьезные инфекции у людей со слабой иммунной системой или расщелиной губы. Клетки действовали так, как и ожидалось, патоген быстро проникал в модель, аналогично заражению реальной ткани губы.

Применение в медицине

Деген отмечает: «Наша лаборатория сосредоточена на получении более глубоких знаний о генетических и клеточных путях, связанных с расщелиной губы и неба. Однако мы убеждены, что 3D-модели, созданные на основе здоровых иммортализованных клеток губ, могут оказаться очень полезными во многих других областях медицины».

Заключение

Иммортализация клеток губ открывает новые возможности для исследований и разработки методов лечения. Эти модели могут стать важным инструментом в медицине, помогая улучшить качество жизни пациентов с различными заболеваниями.

Литература:
Immortalization of patient-derived lip cells for establishing 3D lip models, Frontiers in Cell and Developmental Biology (2024). DOI: 10.3389/fcell.2024.1449224