За първи път в света био-инженери от университета Дюк, успяха да създадат функциониращ човешки мускул от стволови клетки.
Постижението беше публикувано в списание Nature Communications на 9 януари. Разработката се основава на постигнатото от изследователи в Дюк още от 2015 г. насам, когато те са успели да развият функционираща човешка мускулна тъкан от клетки, извлечени чрез мускулни биопсии.
Сега постижението им се доразвива, като мускулите се отглеждат от не-мускулни клетки, а изследванията им може да отворят вратата за много по-модерни приложения, като клетъчни терапии, откриването на нови лекарства, възможност да се придобиват по-големи количества мускули, както и разширяване на собственото ни разбиране за човешката биология.
„Започвайки с плурипотентни стволови клетки, които не са мускулни клетки, но могат да станат всички съществуващи клетки в тялото ни, ни позволи да развием неограничен брой миогенни прогениторни клетки“, казва Ненад Бурсак, преподавател по био-инженерни науки в университета „Дюк“ в изявление за пресата. „Тези прогениторни клетки приличат на стволови клетки от възрастни мускули, наречени „сателитни клетки „, които теоретично могат да развият цял мускул, като се започне от една клетка“, допълва Бурсак.
В изследването екипът е успял да създаде мускулни влакна, които реагират на стимули, като например електрически шок или химикали, по същия начин по който реагира и естествената мускулна тъкан. Когато тъканта, отгледана от стволови клетки, се имплантира във възрастни мишки, тя функционира поне три седмици, докато се интегрира напълно в естествената тъкан на животните.
За да създадат тази функционираща мускулна тъкан, изследователите започват с човешки плурипотентни стволови клетки, взети от не мускулни тъкани на възрастни, като кожа или кръв. Тези клетки са били „препрограмирани“, с помощта на молекулата Pax7, което им „дава знак“ да се превърнат в мускули, докато растат.
„Бяха нужни години на проби и грешки, като се взимаха различни решения за да се достигне накрая до производство на функциониращи човешки мускули от плурипотентни стволови клетки“, казва Линдзюн Рао, изследовател в лабораторията на Бурсак и съавтор на изследването. „Това, което направи разликата, е уникалната ни клетъчна култура и 3-D матрицата, която позволява на клетките да растат и да се развиват много по-бързо и по-дълго от подходите на 2-D култура, които по-често се използваха досега.“
Това откритие може да има зашеметяващи медицински приложения по отношение на научните изследвания, лечението на редки заболявания и на мускулни увреждания.
Разбира се, нужна е още много работа за да може откритието да се използва в лечебната практика. Въпреки че мускулната тъкан, създадена от стволови клетки, съдържа повече от „сателитните клетки“, необходими за премахване на увреждането, тя все пак не е толкова силна, колкото естествените мускули или мускулите, израснали от биопсии.
В бъдеще изследователите се надяват, че могат да използват тъканите, произхождащи от стволови клетки, за регенеративни терапии или в комбинация с генетична терапия.
