Мускульный «резерв»

Инновация может стать прорывом в лечении редких мышечных заболеваний.

описание
Уже есть опыт успешной интеграции искусственных тканей с настоящими в организме мышей.
Фото: wikimedia.org

Инженеры-биомедики из Университета Дьюка (США) создали первые функционирующие мышцы, используя созданные из кожи стволовые клетки. Об этом сообщается на сайте университета. Мышцы выращивали с использованием клеток кожи, которые были «перепрограммированы» в исходное состояние, в котором они носят название «плюрипотентные стволовые клетки». Затем эти клетки помещают в вещество под названием Pax7 для стимулирования роста мышц.

Возможность с нуля «изготавливать» мышцы с использованием немышечной ткани позволит ученым найти более легкий путь к редактированию генома и клеточной терапии, а также разработать индивидуальные модели редких мышечных заболеваний для создания лекарств и их исследования.

Новое исследование ученых основывается на работе, опубликованной ими в 2015 году. В ней они описали создание первой функционирующей человеческой мышечной ткани из клеток, полученных в результате биопсии миобластов (незрелые одноядерные мышечные клетки — прим.ред.). Которые продвинулись дальше стадии стволовых клеток, но еще не стали зрелыми мышечными волокнами. Эти миобласты увеличивались в несколько раз, затем их помещали в поддерживающие трехмерные подложки-носители, используемые для формирования будущего клеточного трансплантата, который также наполняли питательным гелем, чтобы сформировать мышечное волокно. Однако ученые на тот момент так и не сумели превратить промежуточные клетки в функционирующие мышцы.

Для того, чтобы завершить исследование, опубликованное в научном журнале Nature в январе 2018 года, ученым пришлось пройти через «годы проб и ошибок». Успешного результата, по их словам, удалось достичь благодаря «уникальной клеточной культуре и трехмерной матрице, которая позволила клеткам расти и развиваться намного быстрее», в то время как в других исследованиях применялась двумерная. «Из плюрипотентных стволовых клеток, которые не являются мышечными клетками, но могут стать любыми из существующих в нашем организме клеток, мы можем вырастить неограниченное количество миогенных клеток-предшественников», — говорит профессор биомедицинской инженерии в Университете Дьюка Ненад Бурсак. Он отмечает, что клетки-предшественники напоминают взрослые мышечные стволовые, называемые «спутниковыми», которые теоретически могут вырастить целую мышцу из одной клетки.

В исследовании сообщается, что мышечные клетки, которые сжимаются и реагируют на внешние раздражители, такие как электрические импульсы и биохимические сигналы, начинают образовываться через две-четыре недели. Вновь образованные мышечные волокна в ходе эксперимента имплантировали взрослым мышам, а в результате процесса васкуляризации — разрастания кровеносных сосудов — искусственные ткани начали интегрироваться с тканями в организме подопытных животных. Однако искусственная мышца, к сожалению, не столь сильна, как «настоящая» (нативная), и полностью поврежденную мышцу заменить вряд ли сможет. Однако технологию можно удачно использовать в тандеме с целенаправленной генетической терапией.

Автор: Екатерина Селиванова