Исследования, проведенные в Университете Колорадо (город Боулдер), доказали, что особые типы стволовых клеток, которые были трансплантированы в мышцы конечностей мышей, предотвратили снижение функции мышц и уменьшение их массы, что обычно происходит при старении. Это открытие поможет лечить людей, имеющих хронические дегенеративные заболевания мышц.

Эксперименты доказали, что когда молодым грызунам с ввели мышечные стволовые клетки молодых мышей-доноров, эти клетки не только вылечили раны за несколько дней, а привели к увеличению массы мышц вдвое и поддерживали мышцы в течение всей жизни мышей.

"Это был достаточно интересный и неожиданный результат", - говорит профессор Брэдли Олвин из "CU- Boulder's molecular" - отдела клеточной биологии и биологии развития, который является ответственным за эти исследования.

Стволовые клетки мышц нашли среди клеток-спутников, расположенных между волокнами мышц и соединительной тканью, что их окружает. Они отвечают за восстановление и поддержание скелетных мышц, говорит Олвин.

Исследователи трансплантировали от 10 до 50 стволовых клеток вместе с прикрепленными миофибриллами, которые являются единичными клетками скелетных мышц. Они трансплантировали их из мышей-доноров мышам-реципиентам.

"Мы обнаружили, что трансплантированные стволовые клетки замедляют старение мускулов, поддерживая их силу и массу", - говорит Олвин.

Статья на эту тему была напечатана в выпуске "Science Translational Medicine" 10 ноября. К соавторам относится бывший работник "CU-Boulder" Джон К. Холл, который сейчас работает в Медицинской школе при Университете Вашингтона (Сиэтл), Глен Бэнкс и Джеффри Чемберлен из Медицинской школы Университета Вашингтона.

Олвин заявил, что эти новые открытия являются лишь первыми в ряду тех, которые когда-то можно будет использовать для лечения людей. "Благодаря дальнейшим исследованиям однажды мы сможем противостоять старению, снижению массы человеческих мышц, их размера и силы, а также лечить хронические дегенеративные заболевания, такие как мышечная дистрофия".

Стволовые клетки различают по их способности обновляться в процессе делений клеток и превращаться в другие типы клеток. В здоровой ткани скелетных мышц постоянно поддерживается количество стволовых клеток-спутников.

"После этого опыта никаких признаков старения мышц мы не заметили", - говорит Олвин, - "Трансплантаты способствуют развитию само- восстановления, особенно, когда мы говорим о клетках мышц. Но команда ученых заметила, что когда трансплантированные стволовые клетки и миофибриллы вводили в мышцы конечностей здоровых мышей, масса мышц не увеличивалась".

"Среда, в которую вводят стволовые клетки, играет чрезвычайно важную роль, ведь она указывает клеткам где находится повреждение, и они действуют. Мы еще не знаем почему клетки, которые мы трансплантируем, не взаимодействуют со средой, из которой мы их трансплантируем. Это остается для нас загадкой".

В начале исследования команда думала, что увеличение массы мышц у мышей с поврежденными конечностями, которым вводили трансплантаты, произойдет за несколько месяцев. Зато масса клеток увеличилось на 50 %, а их размер на 170 %, и в течение жизни мышей (а это примерно 2 года) эти показатели не изменились",- говорит Олвин.

Для этих экспериментов стволовые клетки и миофибриллы забирали у здоровых трехмесячных мышей, а затем трансплантировали их трехмесячным мышам, которым временно вводили хлорид бария, который образовывал раны на мышцах их конечностей. "Когда, после двух лет, мы осмотрели мышцы, то заметили, что эта процедура надолго изменила трансплантированные клетки, сделав их устойчивыми к процессам старения мышц", - отметил ученый.

"Это наводит на мысль о чрезвычайной экспансии стволовых клеток после трансплантации", - сказал Олвин. К счастью, исследовательская команда не заметила роста опухолей у мышей, которым трансплантировали клетки, несмотря на быстрый рост стволовых клеток мышц.

Во время опытов команда использовала зеленый флуоресцентный протеин, который светится в ультрафиолетовом свете, чтобы обозначать клетки-доноры у мышей, которым их вводили. Эксперимент показал, что многие трансплантированные клетки часто сплавлялись с миофибриллами, и у мышей-доноров было большое количество клеток-спутников.

"Мы ожидали, что клетки размножатся, восстановят поврежденные мышцы и прекратят функционировать", - сказал Олвин, - "Мы не ожидали, что они и дальше будут активно функционировать".

Ученые надеются на то, что однажды они смогут найти малые молекулы или комбинации малых молекул, которые можно было бы применять к эндогенным стволовым клеткам человеческих мышц чтобы имитировать поведение трансплантированных мышц. Это избавило бы от необходимости трансплантации клеток вообще, уменьшая риск и сложность лечения.

Однако команда еще не трансплантировала молодые клетки в старые мышцы, а только молодые клетки в молодые мышцы.

Возможно этот опыт можно будет использовать в борьбе с различными человеческими болезнями. При мышечной дистрофии, например, не хватает протеина, который называется дистрофин, и это приводит к тому, что мышцы буквально разрываются и это невозможно вылечить без клеточного вмешательства. Несмотря на то, что введенные клетки восстанавливают фибриллы мышц, поддержание мышечных фибрилл в форме требует дополнительных клеточных инъекций.

Прогрессирующая потеря мышечной ткани является причиной многих нервно-мышечных заболеваний и мышечных дистрофий. Ускорение регенеративных процессов мышц пациента может иметь значительное влияние на процессы старения и лечения заболевания, улучшая качество жизни и, возможно, и способность к передвижению.

Олвин сказал, что команда ученых начинает исследование с людьми, чтобы узнать, повторится ли подобный эффект и при применении трансплантации стволовых клеток в человеческие мышцы. Если ученые достигнут позитивных результатов, можно будет предположить, что трансплантация стволовых клеток человеческих мышц возможна.