Исследователям из Университета Дьюка удалось впервые вырастить функциональную человеческую мышцу из стволовых клеток кожи. Открытие ускорит процесс выращивания мышечных клеток, что откроет путь к более эффективной генной терапии и новым биологическим исследованиям. О разработке рассказывают The Wired и Science Daily.
Еще в 2015 году команда исследователей вырастила первую мышечную ткань из единственного образца, взятого с помощью биопсии. Основой для искусственной мышцы стали клетки под названием «миобласты», находящиеся на половине пути от стволовых клеток до зрелых мышечных волокон. Чтобы вырастить из них мышцы, миобласты помещали в трехмерный каркас, наполненный питательной средой.
2017 год стал прорывным для технологий 3D-печати
Кейсы
В новой работе ученые пошли дальше и начали с плюрипотентных стволовых клеток. Так называются зрелые клетки — например, крови или кожи — которые искусственным путем вернули на этап ранней дифференциации. После этого их можно заставить развиваться по любому пути — в данном случае, по пути превращения в мышечные клетки. Для этого использовалась молекула Pax7. Эта методика уже применялась ранее, но эксперименты не достигали полного успеха: полученные клетки были не такими прочными, как настоящие, и не могли сформировать мышцы.
Авторы нового исследования, применив улучшенную технологию культивирования, смогли довести выращивание мышечной ткани до конца. После двух-четырех недель выращивания клетки сформировали мышечные волокна, которые сжимались и реагировали на внешние раздражители, такие как электрические импульсы и биохимические сигналы. Полученные волокна были имплантировали мышам. В организме грызунов искусственные мышцы выживали и функционировали как минимум три недели, постепенно интрегируясь в него.
Искусственная мышца, оказалась слабее как естественных аналогов, так и мышц, выращенных из миобластов. Однако это не отменяет огромной значимости исследования, результаты которого послужат для регенационной медицины и клеточной терапии. Также искусственные мышцы, выращенные из небольшого числа немышечных клеток, позволят неинвазивно изучать редкие заболевания двигательной системы.
Искусственная мышца поднимает вес в 1000 раз больше собственного
Кейсы
Стволовые клетки уже произвели революцию в биологии и медицине, но их производство слишком дорого и трудозатратно. Необходимость в большом количестве квалифицированных специалистов серьезно ограничивает развитие технологии. Решением могут стать автоматизированные фабрики по производству стволовых клеток — одна из них должна вскоре появиться в Канаде.