В работе, опубликованной в текущем номере журнала Tissue Engineering, команда ученых умела восстанавливать функциональную мышечную ткань у мышей. Открытие могло проложить путь к новым клиническим методам лечения, чтобы лечить людей, страдающих от серьезной травмы мышцы.Исследовательская группа от Вустерского политехнического института (WPI) и CellThera, частной компании, расположенной в Науках о жизни WPI и Центре Биоинженерии, применила новый метод, чтобы управлять зрелыми человеческими мышечными клетками в подобное стволовой клетке государство и затем вырастила повторно запрограммированные клетки на микронитях биополимера. Исследователи удалили большую секцию мышцы ноги от мыши, поместив нити в рану и нашли, что со временем, нити и клетки вернули мышцу почти ее нормальной функции.
К их удивлению исследователи обнаружили, что микронити, просто использовавшиеся в качестве лесов, чтобы поддержать повторно запрограммированные клетки человека, фактически, казалось, ускоряли процесс поколения путем пополнения мышечных клеток мыши прародителя. Это указывает, что эти микронити отдельно могли потенциально служить терапевтическим инструментом, чтобы лечить серьезную травму мышцы.Автор Рэймонд Пэйдж, доцент биомедицинской техники в WPI, и главный научный сотрудник в CellThera, объявил: «Мы довольны прогрессом этой работы, и откровенно мы были удивлены уровнем регенерации мышцы, достигнутой».Текущее исследование является частью многолетней программы, частично финансирующейся грантами от Национальных Институтов Здоровья.
Программа перспективного исследования американского Министерства обороны (Управление перспективных исследовательских программ), также поддерживающее исследование, поощряет развитие новых технологий и лечение для людей, выдерживающих серьезные раны, а также потерю конечности.У млекопитающих скелетные мышцы в состоянии восстановить маленькие повреждения, нанесенные чрезмерным напряженным усилием или легкой травмой, поскольку у них есть способность восстановить себя путем пополнения клеток – предшественников мышцы (т.е. клетки, не полностью развившиеся в мышечные волокна), на место раны, чтобы восстановить мышцу.
Первоочередная задача тела при серьезных ранах, однако, должна остановить кровотечение, приводящее к быстрому формированию рубцовой ткани на месте раны, отвергающем любую репарацию мышцы.В текущем исследовании команда WPI/CellThera пыталась предотвратить формирование шрамов и быстрого возобновления роста мышцы при помощи комбинации двух уникальных технологий.
Первый метод был развит ранее командой, чтобы повторно программировать зрелые человеческие клетки кожи, не используя вирусы или дополнительные гены (Клонирование, Стволовые клетки. 2009 21 июля).
Несмотря на то, что повторно запрограммированные клетки выражают гены стволовой клетки и умножаются в большом количестве, они не дифференцируются в определенные ткани. Второй метод, примененный учеными, использовал микронити биополимера в качестве лесов, чтобы поддержать клетки.
Микронити, приблизительно толщина волоска, сделаны из фибрина, который является белком, помогающим тромбу и развитым Джорджем Пинсом, адъюнкт-профессором биомедицинской техники в WPI.Исследователи удалили часть tibialis передней мышцы ноги у нескольких мышей, поскольку повреждение этой мышцы не препятствует тому, чтобы мыши шли, но это влияет на диапазон ноги движения и оставило раны, чтобы зажить самостоятельно у некоторых животных. Раны других мышей были заполнены связками микронитей, содержавших повторно запрограммированные человеческие мышечные клетки.
Они наблюдали существенное рубцевание на месте раны без восстановления функции мышцы у невылеченных мышей, пока те, которые были внедрены с повторно запрограммированными клетками, вырастили новые мышечные волокна и развили очень мало рубцевания. Экспертиза в неделю 10 после имплантации продемонстрировала, восстановленная tibialis передняя мышца функционировала почти с такой же прочности как неповрежденная мышца.Так как внедренные клетки были взяты от человеческой мышцы, ученые предположили, что большинство восстановленной мышцы также было составлено из клеток человека, однако, к их удивлению, они обнаружили, что большая часть нового мышечного волокна была сделана из клеток мыши.
Они выдвинули гипотезу, что фибрин микропродевает нитку, которые подобны мышечным волокнам в составе и форме, может стимулировать резидентские клетки – предшественники мыши, чтобы мигрировать в рану и начать восстанавливать ткань. Исследователи полагают, что они могут также предотвратить естественную воспалительную реакцию, приводящую к рубцеванию после серьезной раны.
Этот неподозреваемый результат указывает, что просто одни только микронити фибрина могли использоваться для лечения серьезной травмы мышцы. Исследование в области улучшения регенерации с повторно запрограммированными клетками человека продолжается.Авторы завершают:«Вклад одних только микронитей фибрина, чтобы ранить заживление не должен быть преуменьшен.
В то время как это ясно указывает на комнату для улучшения методов поставки клетки, это предлагает, чтобы одни только микронити фибрина имели огромный потенциал для сокращения фиброза и ремоделирования больших травм мышц. Будущие исследования обратятся, более полностью, к способности одних только микронитей и определят, в том, какой пункт, комбинационная терапия клетки требуется для полного функционального восстановления ткани».