Трансплантация стволовых клеток против старческой атрофии мышц

Молодые мышцы охотно увеличиваются в объеме в ответ на регулярные нагрузки и способны к практически полному восстановлению даже при довольно обширных травмах. Сами миофибриллы делиться не способны, а замену изношенных мышечных волокон, рабочую гипертрофию мышц и их регенерацию обеспечивают сателлитные стволовые клетки (сателлитами – «спутниками» они называются потому, что расположены вокруг миофибрилл).

С возрастом в мышечных клетках и мышцах в целом развивается комплекс изменений, приводящих к саркопении – возрастной атрофии мускулатуры, в результате чего происходит потеря мышечной массы, замедление процесса регенерации и сократительной способности мышц.

Хотя механизмы, ответственные за это, до конца не ясны, известно, что важную роль в развитии саркопении играет снижение активности сателлитных клеток. Нарушение их функции происходит и при некоторых наследственно обусловленных формах миодистрофий, проявляющихся уже в молодом возрасте.

В экспериментах по регенерации мышечной ткани ученые из двух американских университетов – Вашингтонского и Колорадского (в Боулдере) получили любопытные и, возможно, перспективные для медицины результаты.

О старческой атрофии мышц исследователи не задумывались: целью их работы было изучение регенерации мышечной ткани после травмы. В искусственно поврежденные (инъекциями хлористого бария) мышцы конечностей трехмесячных мышей ученые вводили миофибриллы молодых же мышей-доноров вместе с 10-50 окружающими их стволовыми клетками.

То, что раны при этом заживали намного быстрее, было вполне предсказуемым результатом. И даже то, что пролеченные стволовыми клетками мышцы начали увеличиваться в размере (их масса стала в два раза больше обычной) – тоже вполне объяснимый результат. Правда, исследователи предполагали, что это – временное явление и через несколько месяцев объем конечностей вернется к норме. Но мышечная гипертрофия у подопытных мышей, хотя немного и уменьшилась, но сохранялась до конца жизни: пересаженные стволовые клетки сохранили способность к делению и предотвращали старческую атрофию мышц.

К двухлетнему возрасту (глубокой мышиной старости) «накачанные» мышцы были в полтора раза больше по массе и на 170% (в 2,5-3 раза!) – в окружности. Это для экспериментаторов оказалось полной неожиданностью. Кстати, несмотря на активное деление сателлитных клеток, никаких признаков развития опухолей после их введения не наблюдалось.

К сожалению, гипертрофия мышц, да еще и на всю оставшуюся жизнь, наблюдался только при сочетании инъекции донорских стволовых клеток с травмой. У неповрежденных мышц после введения стволовых клеток ни объем, ни масса не увеличивались – возможно, из-за отсутствия каких-то сигнальных веществ, выделяющихся гибнущими мышечными волокнами.

Тем не менее, полученные результаты, вполне возможно, когда-нибудь помогут не только в лечении врожденных мышечных дистрофий (например, донорские клетки могли бы заменить собственные, отмирающие при миодистрофии Дюшенна), но и в противодействии старческой деградации мышц.

Правда, предстоит еще проверить, будет ли наблюдаться тот же эффект при введении молодых стволовых клеток в стареющие мышцы, сработает ли эта методика не только на скелетных мышцах, но и в глазодвигательных, в сердце, диафрагме… И еще очень много придётся изучить и перепроверить.

Исследователи надеются, что в ходе дальнейших экспериментов им удастся найти низкомолекулярные соединения или их сочетания, которые позволят стимулировать активность собственных сателлитных клеток пациентов.

Ученые уже начали эксперименты, в которых намерены для начала проверить, можно ли получить тот же эффект при введении мышам сателлитных клеток человека или крупных животных. После этого можно будет подумать и о возможности исследований на добровольцах с хроническими миодистрофиями.

Статья John K. Hall et al. Prevention of Muscle Aging by Myofiber-Associated Satellite Cell Transplantation опубликована в последнем номере журнала Science Translational Medicine (к сожалению, не в открытом доступе).

Александр Чубенко
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru 
по материалам пресс-релиза Университета Колорадо в Боулдере:
Stem cell transplants in mice produce lifelong enhancement of muscle mass

12.11.2010