Гидрогель для регенерации мышц
Очень часто перенесшие травмы пожилые пациенты страдают от незаживающих повреждений мышечной ткани. Терапия мышечными стволовыми клетками доноров могла бы быть полезной в таких случаях, однако на сегодняшний день врачи не располагают эффективными методами введения таких клеток в зону повреждения.
Исследователи технологического института Джорджии, работающие под руководством доцента Юнга Жана (Young Jang), предлагают решение этой проблемы с помощью разработанного ими молекулярного матрикса – гидрогеля, позволяющего вводить мышечные стволовые клетки, также известные как сателлитные клетки скелетной мускулатуры, непосредственно в поврежденную ткань пациентов.
Обычное введение сателлитных клеток в поврежденную воспаленную ткань неэффективно отчасти потому, что на своем пути стволовые клетки встречаются с убивающими их клетками иммунной системы пациента. Только от 1% до 20% введенных мышечных стволовых клеток попадают в зону повреждения, при этом даже выжившие клетки оказываются ослабленными. Более того, некоторые повреждения ткани делают невозможным проведение каких-либо инъекций.
Предлагаемый в качестве альтернативы гидрогель защищает стволовые клетки, которые не только сохраняют жизнеспособность, но и активно делятся внутри гидрогелевого матрикса. При его нанесении на поврежденную мышцу клетки приживаются и способствуют регенерации ткани.
Обычно гидрогель представляет собой трехмерную молекулярную «сеть», как бы подвешенную в воде и придающую ей консистенцию геля. Особенность разработанного авторами материала заключается в том, что помимо перекрестно-сшитых нитей каркас гидрогеля имеет особые «защелки» – молекулы, взаимодействующие с белками клеточной поверхности. Наличие таких молекул не только усиливает адгезию клеток, но и предотвращает их самоубийство, так как в свободном состоянии стволовые клетки склонны к запуску процесса апоптоза, или запрограммированной клеточной гибели.
В экспериментах на старых мышах нанесение содержащего мышечные стволовые клетки гидрогеля на поврежденные мышцы стимулировало процесс заживления и предотвращало развитие серьезных иммунных реакций.
Помимо этого метод продемонстрировал хорошие результаты на мышиной модели мышечной дистрофии Дюшенна. Это тяжелое заболевание поражает одного из 3500 мальчиков и впоследствии приводит к их гибели из-за атрофии дыхательных мышц. Авторы надеются, что в будущем разработанный ими подход позволит спасать жизнь таких пациентов путем восстановления их диафрагмальной мускулатуры. Они также отмечают, что если метод дойдет до стадии клинических исследований, им предстоит поиск способа минимизации риска развития реакции отторжения донорских клеток.
Статья Woojin M. Han et al. Synthetic matrix enhances transplanted satellite cell engraftment in dystrophic and aged skeletal muscle with comorbid trauma опубликована в журнале Science Advances.
Евгения Рябцева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Georgia Institute of Technology: This Matrix Delivers Healing Stem Cells to Injured Elderly Muscles.