Suchość w ustach nie będzie już problemem? Naukowcy opracowali nowy system. Pomoc przyjdzie dzięki zawieszonym w hydrożelu komórkom wydzielającym składniki śliny - informuje "International Journal of Oral Science".
Suchość w ustach (kserostomia) to dolegliwość, która może znacząco wpłynąć na jakość życia. Ślina nie tylko nawilża jamę ustną, ale także ułatwia połykanie, pomaga w trawieniu czy chroni zęby przed próchnicą. Dlatego miliony ludzi dotkniętych kserostomią mogą mieć problemy z jedzeniem, połykaniem, mówieniem, a nawet odpornością na infekcje.
Niedostateczna produkcja śliny może być spowodowana zarówno przez choroby (cukrzyca, zespół Sjogrena, nadczynność tarczycy, choroby autoimmunologiczne), jak i przyjmowane leki (chociażby przeciwdepresyjne), radioterapię nowotworów, stres, palenie tytoniu, picie alkoholu a nawet oddychanie przez usta w czasie snu.
Rozwiązaniem mogłoby być zwiększone wydzielanie śliny, jednak hodowla produkujących ją wyspecjalizowanych komórek napotyka rozliczne trudności. Próbowano je osadzać na "rusztowaniach" odpowiednio wypreparowanych ze zwierzęcych tkanek lub syntetycznych matrycach.
Teraz naukowcy z McGill University (Kanada) opracowali system hydrożelowy, który naśladuje naturalne środowisko gruczołów ślinowych, umożliwiając komórkom ludzkich ślinianek wzrost i funkcjonowanie w trójwymiarowych (3D) sferoidach, które wspierają długoterminowe przetrwanie i funkcjonowanie tych komórek. Tworzenie się sferoidów śledzono metodą mikroskopii konfokalnej.
Wytwarzające ślinę komórki osadzane są na matrycy zbudowanej z mieszanki kwasu hialuronowego, alginianu i żelatyny. Tak uzyskane sferoidy (czyli z grubsza biorąc kulki) nie tylko pozostają żywe i zachowują początkową strukturę przez dwa tygodnie, ale także reagują na sygnały biochemiczne, podobnie jak ich naturalne odpowiedniki. Innowacja ta oznacza krok naprzód w modelowaniu tkanek i potencjalnych terapiach regeneracyjnych.
Naukowcy porównali trzy typy hydrożeli: alginian-żelatyna (AG), wersję uzupełnioną kolagenem (AGC) i AG zawierający kwas hialuronowy (AGHA). Podczas gdy wszystkie wykazywały właściwości mechaniczne podobne do tkanki rodzimej, AGHA okazał się lepszym rusztowaniem. W żelach AGHA komórki zrazikowe śliny tworzyły duże sferoidy zawierające ponad 100 komórek o ponad 93 proc. żywotności. Te struktury utrzymywały aktywność metaboliczną i silną ekspresję markerów funkcjonalnych, w tym AQP5, ZO-1, NKCC1 i α-amylazy niezbędnych do wydzielania śliny. Po stymulacji izoprenaliną sferoidy zwiększyły produkcję α-amylazy.
Badanie to pokazuje, że poprzez precyzyjne dostrojenie składu hydrożelu możemy dokładnie odtworzyć natywne środowisko komórek pęcherzykowych śliny - powiedział dr Simon D. Tran, starszy autor badania. Nasza platforma oparta na AGHA nie tylko wspiera długoterminową żywotność i funkcję, ale także umożliwia łatwą regenerację sferoidów bez uszkodzeń enzymatycznych. Jest to znaczący krok naprzód w opracowywaniu modeli in vitro zaburzeń gruczołów ślinowych i potencjalnych terapii regeneracyjnych dla pacjentów cierpiących na przewlekłą suchość w ustach - dodał.
Opracowanie hydrożelowej platformy, która umożliwia wzrost wydzialajacej składniki śliny funkcjonalnej tkanki w laboratorium, może przyspieszyć rozwój modeli chorób, modeli do przesiewowego badania leków, a nawet wszczepialnych przeszczepów. Wyeliminowanie materiałów pochodzenia zwierzęcego pozwoliło poprawić powtarzalność wyników i ich znaczenie kliniczne.