Ученые разработали гидрогель, способный восстанавливать мышцы

Мышцы пожилых людей и пациентов с мышечной дистрофией Дюшена испытывают проблемы с регенерацией. Новый наногидрогель с мышечными стволовыми клетками увеличил мышечный рост у лабораторных мышей, защищая стволовые клетки от иммунных реакций, которые обычно ослабляют или уничтожают их.

Актуальность мышечной дистрофии

Автомобильная авария оставляет след в старости у пациента с тяжелыми травмами мышц, которые не восстанавливаются. Лечение мышечными стволовыми клетками от донора может привести к восстановлению поврежденной ткани, но врачи пока не могут эффективно овладеть этим. Новый метод может помочь изменить эту ситуацию.

Материалы и методы обследования

Исследователи из Технологического института Джорджии (Georgia Institute of Technology) разработали молекулярную матрицу, гидрогель, для доставки мышечных стволовых клеток, называемых мышечными спутниковыми клетками (MuSC), непосредственно к поврежденной мышечной ткани пациентов, чьи мышцы плохо восстанавливаются.

Результаты научной работы

В лабораторных экспериментах на мышах гидрогель успешно доставил MuSCs в поврежденные мышечные ткани, в результате чего произошел процесс заживления, защищая стволовые клетки от иммунных реакций.

Этот метод также был успешным у мышей с дефицитом мышечной ткани, который был схож с мышечной дистрофией Дюшена, и если исследования будут продолжаться, новая гидрогелевая терапия может однажды спасти жизнь людей, страдающих от этой болезни. Простое введение дополнительных мышечных стволовых клеток в поврежденную воспаленную ткань оказалось неэффективным отчасти потому, что стволовые клетки сталкиваются с иммунной системой на пути к адаптации в организме.

«Любая травма мышц будет привлекать иммунные клетки и, как правило, это способствует восстановлению поврежденных мышц стволовыми клетками. Но в старшем возрасте или при дистрофии мышц иммунные клетки приводят к высвобождению многих токсичных химических веществ, таких как цитокины и свободные радикалы, которые уничтожают новый рост клеток», — сказал автор  исследования Юнг Чанг (Young Jang), сотрудник Технологической школы биологических наук в Джорджии (Georgia Tech’s School of Biological Sciences).

Только 1% из 20% вводимых MuSCs доходят до поврежденной ткани, и то они приходят туда ослабленными. Кроме того, в некоторых случаях инъекция в поврежденную ткань не возможна, что требует новых стратегий доставки.

«Наш новый гидрогель защищает стволовые клетки, которые размножаются и развиваются внутри матрицы. Гель применяется к поврежденной мышце, а клетки проникают в ткани и помогают им заживать», — сказал соавтор исследования Вуджин Хан (Woojin Han).

Хан и Джанг опубликовали свое исследование в журнале Science Advances. Гидрогели часто производятся как водные растворы молекулярных компонентов. Когда компоненты объединяются, они сливаются в молекулярные сети, взвешенные в воде, в результате чего получается материал с консистенцией геля.

Если в раствор вводятся стволовые клетки или лекарственное средство, когда образуется сетка или матрица, это обеспечивает обработку для доставки и защищает от смерти или диссипации в организме. Исследователи могут легко и надежно синтезировать гидрогели, а также настраивать их компоненты.

Химические компоненты и клетки смешивают в растворе, затем наносят на поврежденную мышцу, где смесь переходит в матрикс-гель-патч, который склеивает стволовые клетки на месте. Гель является биосовместимым и биоразлагаемым.

«Стволовые клетки продолжают размножаться и «процветать» в геле после его применения», — сказал Джанг. «Затем гидрогель разлагается и оставляет клетки, приживленные к мышечной ткани, как обычно бывает в естественных стволовых клетках».

«По мере того как мы стареем, мы теряем мышечную массу, а количество сателлитных клеток также уменьшается, оставшиеся же становятся слабее», — сказал Джанг. «В более пожилом возрасте у пациентов прекращается регенерация мышц».

Выводы

«С помощью этой системы, которую мы разработали, мы можем внедрить донорские клетки, чтобы улучшить механизм восстановления поврежденных мышц у пожилых пациентов», — сказал Хан. «Мы также хотим, чтобы это работало у пациентов с мышечной дистрофией Дюшена».

Авторы другого исследования утверждают, что каждый 5000-ый мальчик страдает мышечной дистрофией.

Приглашаем подписаться на наш канал в Яндекс Дзен


 

Сделать «Medical Insider» основным источником новостей в Google


Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Хусаинов Руслан Халилович / автор статьи
Должность - Координатор проекта. E-mail для связи - [email protected] Врач - ультразвуковой диагностики, детский травматолог-ортопед г. Санкт-Петербург.
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий