Искусственные мышцы способны к самолечению

С помощью стволовых клеток можно добиться того, что искусственные мышцы не только сравняются по силе с натуральными, но и смогут лечить сами себя. В Университете Дьюка (США) сумели вырастить искусственные мышцы, которые почти не отличаются от натуральных. Конечно, такие исследования проводились и раньше, но до сих пор мышцы, культивированные в лаборатории, уступали натуральным по силе. Теперь же, как пишут в журнале PNAS Ненад Бурсак (Nenad Bursac) и его коллеги, силу сокращений искусственных мышц удалось довести до природных значений.

А сделать это удалось благодаря тому, что учёные сумели вставить в искусственные мышцы стволовые клетки.

У каждой мышцы есть запас таких клеток, называемых сателлитными, и, например, когда мышца оказывается повреждена, именно стволовые клетки восстанавливают утраченные мышечные волокна — и к мышце возвращается прежняя сила. До сих пор, пытаясь регенерировать мышцу, исследователи пересаживали либо просто сателлитные клетки, либо искусственную недозрелую мышцу в расчёте, что в организме она дойдёт до нужного состояния с помощью местных стволовых клеток. Однако такие методы ожиданий не оправдывали.

Но на сей раз в искусственной мышце удалось создать такие условия, которые позволяли стволовым клеткам включиться и проявить себя. В результате мышца оказывалась в 10 раз сильнее прочих аналогов. Более того, если её травили змеиным токсином, то стволовые клетки старались исправить повреждения, они делились и замещали отравленные, испорченные волокна.

То есть полученная мышца не просто была сильнее аналогов, она ещё и могла сама себя лечить:

Искусственную мышцу испытывали не только саму по себе, но и на животных. Для этого у мышей на спине делали небольшую камеру, выемку в мышцах, прикрытую прозрачным материалом, чтобы получалось «окно» (как бы зверски это ни звучало). В эту выемку имплантировали выращенную мышцу, закрывали «форточку» и в течение двух недель наблюдали за состоянием тканей. Искусственные мышцы были при этом так модифицированы, что могли светиться за счёт флюоресцентного белка, когда в них усиливались потоки кальция. Кальций необходим для мышечного сокращения, так что активность мышц можно было наблюдать по флюоресценции.

Опыты на мышах показали, что искусственные мышцы хорошо приживаются: в них начинали прорастать кровеносные сосуды, и сила имплантированных волокон была вполне адекватна силе окружающих натуральных мышц.

В дальнейшем учёные намерены проверить, могут ли такие мышцы заменить натуральные уже не при искусственной ране, а при настоящем повреждении или болезни, связанной с деградацией мышечных волокон.

Подготовлено по материалам Университета Дьюка. Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.