Искусственные мышечные волокна помогают сохранить потенциал мышечных стволовых клеток в лаборатории
Исследователи из Медицинской школы Стэнфордского университета разработали метод создания "дома вдали от дома" для мышечных стволовых клеток в виде искусственных мышечных волокон. Они также определили оптимальную комбинацию молекул и питательных веществ, необходимую для поддержания клеток в наиболее мощном, регенеративном состоянии.
Проблема: В лабораторной чашке мышечные стволовые клетки быстро активируются, начинают делиться и теряют свои стволовые свойства, поскольку лишены контакта с родным мышечным волокном.
Решение:
- "Бульон" для покоя: Ученые проанализировали профили экспрессии генов в покоящихся и активированных клетках. Испытав комбинации 50 соединений, они создали коктейль, который поддерживает клетки в высокопотентном, неделящемся состоянии около 48 часов.
- Искусственное волокно: Для имитации естественной среды исследователи создали эластичные искусственные мышечные волокна из биосовместимой молекулы коллагена 1, экструдируя её для имитации формы и геометрии настоящего волокна. Клетки быстро "прикреплялись" к таким волокнам.
Результаты:
- Мышечные стволовые клетки мыши, выращенные на искусственных волокнах в специальном коктейле, сохраняли свой потенциал в течение нескольких дней.
- После трансплантации таким клеткам удавалось быстро прижиться и начать создавать новую ткань у животных-реципиентов.
- Эксперимент также успешно повторили с человеческими мышечными стволовыми клетками, которые затем трансплантировали лабораторным мышам.
Значение: Метод позволяет поддерживать стволовые клетки в высокопотентном, покоящемся состоянии, что критически важно для потенциальной терапии (например, мышечной дистрофии) и регенерации мышц после травмы. Теперь можно генетически модифицировать стволовые клетки и эффективно трансплантировать их обратно для создания новой ткани.
Исследование опубликовано 30 мая в журнале Nature Biotechnology. Старший автор — Томас Рандо, ведущий автор — бывший постдок Марко Кварта.