Почти настоящие биоинженерные мышцы

Искусственные мышцы способны к самолечению

Кирилл Стасевич, Компьюлента

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 (Juhas et al., Biomimetic engineered muscle with capacity for vascular integration and functional maturation in vivo).

Искусственные мышечные волокна, снабжённые флюоресцентными белками
(здесь и ниже фото Duke University).

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: Self-healing engineered muscle grown in the laboratory.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
02.04.2014