Влияние воздушно-жидкостного интерфейса на различные культуры клеток дыхательных путей

Интраназальный путь введения привлекает всё больше внимания научного сообщества не только как способ системной доставки лекарственных средств, но и для лечения заболеваний лёгких и нервной системы. В связи с этим число исследований транспорта и проницаемости лекарственных средств через слизистую оболочку носа значительно возросло. Однако перенос данных, полученных на клеточных линиях in vitro, в исследования in vivo не всегда надёжен из-за сложности создания модели in vitro, воспроизводящей физиологию дыхательной системы человека. Среди доступных в настоящее время методик метод воздушно-жидкостного интерфейса (ALI) имеет преимущества, поскольку способствует дифференцировке клеток и улучшает морфологические и гистологические характеристики эпителия дыхательных путей. Клетки, культивируемые в условиях ALI, в отличие от погружённой культуры, позволяют получить значимую информацию для исследований ингаляционной терапии и лёгочной токсикологии, дополняя эксперименты in vivo. Для создания условий ALI в первичных клетках и многочисленных клеточных линиях применяли различные методики и широкий спектр материалов. До настоящего времени, несмотря на наличие лишь предварительных результатов, консенсус относительно валидации метода ALI не достигнут, что затрудняет сопоставление данных. В настоящем обзоре описаны наиболее подходящие клеточные модели эпителия дыхательных путей и различия в их ответе на условия ALI. Рассмотрены клеточные характеристики до и после перевода в условия ALI, а также применение метода в культурах первичных клеток, коммерческих 3D-культурах первичных клеток, клеточных линиях и моделях на основе клеток, полученных из стволовых клеток. В последнее время ряд таких моделей применяли для фармакологических исследований, посвящённых тяжёлому острому респираторному синдрому, вызванному коронавирусом SARS-CoV(-2), в частности первичные культуры с клетками альвеолярного эпителия II типа и органотипические 3D-модели. Представленные данные свидетельствуют о необходимости оптимизировать условия ALI с учётом типа клеток (носовых, бронхиальных или альвеолярных), их происхождения и цели исследования.