Possibilities of regenerative medicine in otorhinolaryngology (literature review)

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

During last 30 years the tissue engineering from theoretical area of scientific interest turned into the wide practical field for experiment. Skin, bone tissue, cartilage, blood vessels are just some examples of organs and tissues that, thanks to regenerative medicine, can be created in the laboratory. At the moment it is difficult to find a field of medicine where the development of tissue engineering and cell therapy would not be in demand. Otolaryngology is no exception. Globally for researchers in regenerative medicine, there are 3 areas of interest: the study of cells, the possibility of using native and synthesized bio-scaffolds, the use of various recombinant growth factors and other cellular targets. The possibilities of regenerative medicine in the field of otolaryngology are extremely wide, which is explained by the large variability of diseases. Otiatry, rhinology, laryngology - dozens of promising preclinical and clinical studies are being conducted in each of the areas today, the results of which in the near future will significantly expand the use of minimally invasive treatment methods. One of the few factors holding back even more rapid development of this area remains the imperfection of the regulatory framework and the discrepancy between the quality of preclinical studies and the requirements of ethical committees. Many open questions require immediate solutions, because the promise of continuing research towards the development of regenerative technologies is obvious. The restoration of tissues and their functions in otorhinolaryngology with the methods of regenerative medicine will make it possible to solve problems that previously seemed impossible.

About the authors

Valerii M. Svistushkin

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: svvm3@yandex.ru
D. Sci. (Med.), Prof. Moscow, Russia

Svetlana V. Starostina

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

D. Sci. (Med.), Prof. Moscow, Russia

Mikhail V. Svistushkin

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Аssistant Moscow, Russia

Anna A. Pobivantseva

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: www.vesta.ru@mail.ru
Clinical Resident Moscow, Russia

Maksim V. Arkhipov

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Student Moscow, Russia

References

  1. Lokmic Z, Mitchell G.M. Engineering the Microcirculation. Tissue Eng Part B: Reviews 2008; 14 (1): 87-103.
  2. Caplan A.I, Correa D. Perspective The MSC: An Injury Drugstore. Cell Stem Cell 2011; 9 (1): 11-5.
  3. Vacanti C.A. The history of tissue engineering. J Cell Mol Med 2006; 10 (3): 569-76.
  4. Sándor G.K, Numminen J, Wolff J, Thesleff T et al. Adipose Stem Cells Used to Reconstruct 13 Cases With Cranio-Maxillofacial Hard-Tissue Defects. Tissue Eng Regenerative Med 2014; 530-40.
  5. Gianluca Sampogna, Salman Yousuf Guraya, Antonello Forgione. Regenerative medicine: Historical roots and potential strategies in modern medicine. J Microscopy Ultrastructure 2015; 3. Issue 3: 101-7.
  6. Owaki T, Shimizu T, Yamato M, Okano T. Cell sheet engineering for regenerative medicine: Current challenges and strategies. Biotech J 2014; 9 (3): 904-14.
  7. King S.N, Hanson S.E, Hematti P, Thibeault S.L. Current applications of mesenchymal stem cells for tissue replacement in otolaryngology. Head Neck Surg 2012; 1 (3): 225-38.
  8. Ito J. Regenerative Medicine in Otolaryngology. Kyoto. Springer Japan 2015.
  9. Scheller E.L, Krebsbach P.H, Kohn D.H. Tissue Engineering: state of the art in oral rehabilitation. J Oral Rehab 2009; 36 (5): 368-89.
  10. Cedervall J, Ährlund-richter L, Svensson B et al. Injection of Embryonic Stem Cells Into Scarred Rabbit Vocal Folds Enhances Healing and Improves Viscoelasticity: Short-Term Results. Laryngoscope 2007; 117: 2075-81.
  11. Hipp J, Atala A. Sources of Stem Cells for Regenerative Medicine. Stem Cell Rev 2008; 4 (1): 3-11.
  12. Vizoso F.J, Eiro N, Cid S et al. Mesenchymal stem cell secretome: toward cell-free therapeutic strategies in regenerative medicine. Int J Mol Sci 2017; 18: 1852.
  13. Imaizumi M, Li-jessen N.Y.K et al. Retention of Human-Induced Pluripotent Stem Cells (hiPS ) With Injectable HA Hydrogels for Vocal Fold Engineering. Ann Otol Rhinol Laryngol 2017; 11: 1-11.
  14. Takemoto S, Morimoto N et al. Preparation of Collagen/Gelatin Sponge Scaffold for Sustained Release of bFGF. Tissue Eng Part A 2008; 14 (10): 1629-38.
  15. Metsger D.S, Driskell T.D, Paulsrud J.R. Tricalcium Phosphate Ceramic - A Resorbable Bone Implant: Review and Current Status. J Am Dental Assoc 1982; 105 (6): 1035-8.
  16. Macri L, Silverstein D, Clark R.A.F. Growth factor binding to the pericellular matrix and its importance in tissue engineering. Advanced Drug Delivery Rev 2007; 59: 1366-81.
  17. Wormald J.C.R, Fishman J.M, Juniat S et al. Regenerative medicine in otorhinolaryngology. J Laryngol Otol 2015; 129 (8): 732-9.
  18. Kanemaru S, Umeda H, Kanai R et al. Regenerative Treatment for Soft Tissue Defects of the External Auditory Meatus. Otol Neurol 2014; 35 (3): 442-8.
  19. Kanemaru S, Umeda H, Kitani Y et al. Regenerative Treatment for Tympanic Membrane Perforation. Otol Neurol 2011; 32 (8): 1218-23.
  20. Hakuba N, Tabata Y, Hato N et al. Gelatin hydrogel with basic fibroblast growth factor for tympanic membrane regeneration. Otol Neurotol 2014; 35 (3): 540-4.
  21. Lou Z, Huang P, Yang J et al. Direct application of bFGF without edge trimming on human subacute tympanic membrane perforation. Am J Otolaryngol 2016; 37 (2): 156-61.
  22. Kanemaru S, Umeda H, Yamashita M et al. Improvement of eustachian tube function by tissue-engineered regeneration of mastoid air cells. Laryngoscope 2012; 123 (2): 472-6. doi: 10.1002/lary.23626
  23. Perny M, Ting C, Kleinlogel S, Senn P. Generation of Otic Sensory Neurons from Mouse Embryonic Stem Cells in 3D Culture. Front Cell Neurosci 2017; 11: 1-12.
  24. Fulco I, Miot S, Haug M.D et al. Engineered autologous cartilage tissue for nasal reconstruction after tumour resection: an observational first-in-human trial. Lancet 2014; 6736 (14): 1-10.
  25. Lee C.H, Jeon S, Seo B.S, Mo J. Transplantation of Neural Stem Cells in Anosmic Mice. Clin Exper Otorhinolaryngol 2010; 3 (2): 84-90.
  26. Xu X, Li L, Wang C et al. The expansion of autologous adipose-derived stem cells in vitro for the functional reconstruction of nasal mucosal tissue. Cell Biosci 2015; 5 (1).
  27. Businco L.D, Mario A.D, Tombolini M et al. Functional Reconstruction of Turbinates with Growth Factors and Adipose Tissue in the Treatment of Empty Nose Syndrome. J J Bone Stem Res 2015; 1 (2).
  28. Lerner M.Z, Matsushita T, Lankford K.L et al. Intravenous Mesenchymal Stem Cell Therapy After Recurrent Laryngeal Nerve Injury: A Preliminary Study. Laryngoscope 2014; 124 (11): 2555-60.
  29. Gray FL, Turner C.G, Ahmed A et al. Prenatal tracheal reconstruction with a hybrid amniotic mesenchymal stem cells-engineered construct derived from decellularized airway. J Pediatr Surg 2012; 47 (6): 1072-9.
  30. Go T, Jungebluth P, Baiguero S et al. Both epithelial cells and mesenchymal stem cell - derived chondrocytes contribute to the survival of tissue-engineered airway transplants in pigs. J Thorac Cardiovasc Surg 2010; 139 (2): 437-43.
  31. Svensson B, Nagubothu R.S, Cedervall J et al. Injection of Human Mesenchymal Stem Cells Improves Healing of Scarred Vocal Folds: Analysis Using a Xenograft Model. Laryngoscope 2010; 7: 1370-5.
  32. Свистушкин В.М., Старостина С.В., Люндуп А.В. и др. Возможности клеточных технологий в лечении рубцовых поражений голосовых складок. Вестн. РАМН. 2016; 71 (3): 190-9. @@Svistushkin V.M., Starostina S.V., Liundup A.V. et al. Vozmozhnosti kletochnykh tekhnologii v lechenii rubtsovykh porazhenii golosovykh skladok. Vestn. RAMN. 2016; 71 (3): 190-9 (in Russian)
  33. De Bonnecaze G, Chaput B, Woisard V et al. Adipose Stromal Cells Improve Healing of Vocal Fold Scar: Morphological and Functional Evidences. Laryngoscope 2016: 1-8.
  34. Friedrich G, Dikkers F.G, Arens C et al. Vocal fold scars: current concepts and future directions. Consensus report of the phonosurgery committee of the European laryngological society. Eur Archiv Oto-Rhino-Laryngol 2013; 270 (9): 2491-507.
  35. Wingstrand V.L, Grønhøj Larsen C, Jensen D.H et al. Mesenchymal Stem Cell Therapy for the Treatment of Vocal Fold Scarring: A Systematic Review of Preclinical Studies. PLOS One 2016; 11 (9): e0162349. doi: 10.1371/journal.pone.0162349
  36. Young-Mo K, Tacghee Yi, Jeong-Seok C et al. Bone Marrow-Derived Clonal Mesenchymal Stem Cells as a Source of Cell Therapy for Promoting Vocal Fold Wound Healing. Ann Otol Rhinol Laryngol 2013; 122 (Issue 2): 121-30.
  37. Karolinska University Hospital.Sweden. Pilot Study of Stem Cell Treatment of Patients With Vocal Fold Scarring. NCT01981330 [Internet]. clinicaltrial.com 2017. September.
  38. Assistance Publique Hopitaux De Marseille. France. Innovative Treatment for Scarred Vocal Cords by Local Injection of Autologous Stromal Vascular Fraction. NCT02622464 [Internet]. clinicaltrials.com 2016. April.
  39. Мельникова Е.В., Горяев А.А., Савкина М.В. и др. Международный опыт нормативно-правового регулирования препаратов, содержащих жизнеспособные клетки человека. БИОпрепараты. Профилактика, диагностика, лечение. 2018; 18 (3): 150-60. @@Mel'nikova E.V., Goriaev A.A., Savkina M.V. et al. Mezhdunarodnyi opyt normativno-pravovogo regulirovaniia preparatov, soderzhashchikh zhiznesposobnye kletki cheloveka. BIOpreparaty. Profilaktika, diagnostika, lechenie. 2018; 18 (3): 150-60 (in Russian)

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2019 Consilium Medicum

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».