Влияние мезенхимных стромальных клеток на восстановление структуры голосовых складок при рубцовых изменениях. Контролируемое экспериментальное исследование

Обоснование. Одними из наиболее клинически значимых среди нежизнеугрожающих заболеваний гортани, приводящих к стойкой потере голоса, являются рубцовые поражения голосовых складок. В настоящее время не существует метода, позволяющего полноценно восстанавливать нормальное строение и вибрационные характеристики голосовых складок и, соответственно, голосовую функцию при рубцовых повреждениях.
Цель исследования: изучение морфологии голосовых складок с рубцовыми повреждениями после введения аутологичных мезенхимных стромальных клеток (МСК).
Методы. За основу экспериментальной модели выбран зрелый рубцовый процесс голосовых складок. В качестве лабораторных животных использованы 10 лабораторных кроликов, разделенных на 2 группы, которым хирургически удалялась средняя треть правой голосовой складки. Через 90 дней после первой операции проведено второе вмешательство, в ходе которого рубец голосовой складки в пределах видимых границ иссекался и единовременно в полученный дефект проводилась инъекция солевого раствора в 1-й опытной группе, суспензии аутологичных МСК из костно-мозгового резерва – во 2-й. В обеих группах оценка результатов эксперимента проведена через 90 дней после второй операции (через 180 дней от начала эксперимента). Оценка результатов эксперимента проводилась с помощью оптической микроскопии гистологических препаратов с различными окрасками.
Результаты. Исследование показало значительный регенераторный потенциал МСК при введении их во вторичную рану голосовой складки. Наиболее интересны изменения в структурах коллагена рубцовой ткани. Рубцы после клеточной терапии имеют меньшую толщину коллагеновых волокон, их микроархитектоника представлена значительно менее плотной укладкой с продольной и вза-
имно параллельной ориентацией по сравнению с хаотичным расположением коллагеновых фибрилл в рубцах без введения МСК.
Заключение. Имплантация МСК в рану голосовых складок после удаления рубца способствует их более полноценной регенерации. МСК могут рассматриваться в качестве возможного источника клеточной терапии пациентов с рубцовыми повреждениями голосовых складок. Обоснована целесообразность дальнейших исследований в этом направлении.

Обоснование

Основным инструментом социальной ассимиляции человека и способом общения, необходимым для адаптации в окружающей среде и профессиональной реализации, является голос. Голос и речь представляют собой сочетание звуков, образуемых голосовым аппаратом человека, которые отражают различные составляющие его жизни: возраст, состояние здоровья, эмоции, социальный статус. Одной из важнейших функций, непосредственно связанной с голосом, является определение и узнавание конкретного индивидуума. Именно поэтому нарушение голосовых функций имеет колоссальные негативные последствия не только для социальной и профессиональной сфер жизнедеятельности человека, но и для здоровья – физического и ментального [1]. Существенное клиническое значение среди незлокачественных заболеваний гортани, приводящих к стойкой потере голоса, имеют рубцовые поражения и атрофия голосовых складок (ГС) [2, 3]. Причины их формирования чрезвычайно многообразны: острое и хроническое воспаление, избыточные голосовые нагрузки; травма любой этиологии, в т.ч. при хирургических вмешательствах; эндотрахеальная интубация, пресбифония и т.д. [4, 5]. Являясь по своей структуре утолщенными, плотными пучками коллагена с нарушенной пространственной упорядоченностью, рубцы ГС приводят к увеличению ригидности и плотности ткани, выражающейся потерей уникальных реологических характеристик, необходимых для звукообразования [6]. Лечение пациентов с рубцовыми повреждениями ГС остается одной из самых сложных проблем в ларингологии [4]. Разработана масса методик, позволяющих частично восстанавливать голосовую функцию, однако в настоящее время их функциональный результат в большинстве своем не оптимален и не приводит к существенному улучшению качества голоса [3, 7]. По заключению консенсуса Европейского общества ларингологов (G. Friedrich et al., 2013), эта проблема в первую очередь обусловлена тем, что существующие способы лечения, позволяя добиваться смыкания ГС и улучшения их локальной геометрии, не обеспечивают восстановления гистологической структуры органа, в т.ч. ультраструктуры слоев ГС, преимущественно отвечающей за нормальную вибрацию и в конечном итоге – за звуковые характеристики голоса [8].

В последнее время в мировой оториноларингологии возрос интерес к достижениям регенеративной медицины, в т.ч. к возможности применения клеточных технологий для восстановления таких дефектов [9, 10]. Идея, заложенная в подобные экспериментальные исследования, заключается в стимуляции восстановления нормальной структуры ГС путем имплантации клеточного продукта в область модельного дефекта [11, 12]. Под клеточным продуктом при этом следует понимать культуру аутологичных, аллогенных или ксеногенных клеток из различных источников, а под модельным дефектом – рубцовое поражение ГС лабораторного животного либо ее раневую поверхность. В ряде опубликованных экспериментальных работ для этой цели применялись фибробласты ГС, стволовые клетки, выделенные из слизистой оболочки надгортанника, индуцированные, эмбриональные стволовые клетки и др. [13–16]. Однако наибольшим потенциалом для широкого использования в клинической практике в ближайшем будущем обладают мезенхимные стромальные клетки (МСК) костного мозга или жировой ткани [17].

Целью данной работы стало исследование аутологичных МСК в качестве возможного источника клеточной терапии рубцовых повреждений ГС, а именно изучение потенциала аутологичных МСК в восстановлении морфологических характеристик поврежденных ГС на экспериментальной модели in vivo.

Методы

Данная работа представляет собой контролируемое экспериментальное исследование с параллельными группами. Всего в исследовании мы использовали 10 лабораторных кроликов породы шиншилла массой 3,0–3,5 кг.

Животные были разделены на 2 равные группы по 5 кроликов. В 1-й опытной группе рубцевание слизистой оболочки ГС происходило без инъекций МСК. Во 2-й – в нанесенный дефект ГС вводили аутологичные МСК из костно-мозгового резерва. Дополнительно были задействованы пять гортаней кроликов из биобанка, ГС которых использовались в качестве группы нормального контроля.

В качестве экспериментальной модели мы использовали зрелый рубец ГС. Выбор данной модели был обусловлен тем, что это наиболее распространенная и трудноизлечимая патология, хорошо воспроизводимая в эксперименте. Хирургические вмешательства проводили в условиях операционной виварного комплекса. Для обезболивания животным внутримышечно вводили раствор тилетамина и золазепама из расчета 10–15 мг/кг препарата и раствор ксилазина 1–2 мг/кг. Для визуализации гортани использовали ригидный эндоскоп KarlStorz–Hopkins 0 4,0 мм.

На первом этапе создавался анатоми...

В.М. Свистушкин, С.В. Старостина, М.В. Свистушкин, С.Ф. Тимашев, А.Б. Шехтер, А.Л. Файзуллин, А.А. Побиванцева, А.А. Луничева, Г.В. Лебедева