Учени създадоха функционираща мускулна тъкан от кожни клетки

Биоинженери успяха да създадат първия функциониращ човешки скелетен мускул от индуцирани плурипотентни стволови клетки. За разлика от сега, при предишни опити учени от университета „Дюк“ постигнали човешка мускулна тъкан, но от клетки, добити от мускулни биопсии.

Постижението е от голямо значение, тъй като способността да се започне от нулата, без да се използва мускулна тъкан, ще позволи на изследователите да осигурят по-лесен път към редактирането на генома и клетъчните терапии. Освен това учените ще могат да разработят индивидуални модели на редки мускулни заболявания за откриване на лекарства и основни биологични изследвания.

Плурипотентните стволови клетки са способни да се трансформират в други различни видове клетки. Използвайки ги, експертите могат да развият неограничен брой миогенни прогениторни клетки. „Те приличат на стволови клетки от възрастни мускули, наречени спътникови, които теоретично могат да развият цял мускул, започвайки от една единствена клетка“, обяснява професорът по биомедицинско инженерство в университета „Дюк“ Ненад Бурсач.

Както вече споменахме, при предишните разработки специалистът и екипът му започнали с малки проби от човешки клетки, получени от мускулни биопсии. Така наречените миобласти се развили извън стадия на стволовите клетки, но не достигали до фазата на зрели мускулни влакна. Затова учените ги поставили в подкрепящо 3D-скеле, пълно с подхранващ гел. Той им помагнал да образуват подредени и функциониращи човешки мускулни влакна.

При сегашното изследване експертите започнали с човешки индуцирани плурипотентни стволови клетки. Те ги взели от зрели немускулни тъкани като кожа или кръв и ги препрограмирали към първичното им състояние (стволови клетки). Плурипотентните клетки се отглеждат, обвити от молекулата Рах7. Тя ги провокира да започнат да се превръщат в мускул.

До момента никой не е успявал да развие тези междинни клетки във функциониращ скелетен мускул.
След като клетките били напът да се превърнат в мускул, изследователите спрели да ги снабдяват с молекулата Рах7 и започнали да ги захранват с вещество, от което се нуждаят, за да се развият напълно.
На получените клетки били необходими от 2 до 4 седмици да образуват мускулни влакна, които се свиват и реагират на външни стимули като електрически импулси и биохимични сигнали, имитиращи невронални входове също като естествените.

Учените имплантирали новосъздадените мускулни влакна във възрастни мишки, като те се запазили и функционирали най-малко 3 седмици, докато постепенно се интегрирали в естествената тъкан чрез васкуларизация.

Специалистите предупреждават, че полученият мускул не е толкова силен, колкото естествената тъкан. Но влакната, получени от плурипотентните стволови клетки, образуват резервоари от „спътникови“ (миогенни) клетки. Те от своя страна са необходими на нормалните възрастни мускули, за да възстановяват уврежданията.

Когато имат пред себе си случай на рядко мускулно заболяване, учените вече няма да взимат проби от мускулите, а ще се снабдяват с проба от немускулна тъкан, като кожа или кръв. След това ще довеждат получените клетки до плурипотентно състояние и ще развият безкрайно количество функциониращи мускулни влакна за тест.

Изследователите вече усъвършенстват техниката си и отправят поглед към разработването на нови модели на редки мускулни заболявания.

По статията работи: Ирина Тенева
Източник: sciencedaily.com
Снимка: duke.edu, wholefoodsmagazine.com