Фото: medicalxpress.com

Биоинженеры из Университета Дьюка смогли вырастить мышечную ткань из плюрипотентных стволовых клеток (то есть таких, которые могут образовывать множество других клеток, но не целый организм). Научная статья об этом опубликовали в журнале Nature Communications.

Плюрипотентные стволовые клетки ученые получили из взрослых немышечных тканей (то есть из крови или кожи). После этого их перепрограммировали, чтобы они вернулись к первозданному состоянию. После этого в плюрипотентные стволовые клетки внедрили молекулу Pax7, которая сигнализирует клеткам о необходимости превратиться в мышцы.

После пролиферации (разрастания ткани) клетки стали почти идентичны мышечным клеткам взрослого человека. Предыдущие исследователи проводили подобные эксперименты, но им так и не удавалось получить работающие скелетные мышцы. Ученые из Университета Дьюка стали первыми, кому это удалось.

Лингджун Рао, автор исследования, рассказал, что вырастить клетки удалось благодаря «уникальным условиям» и 3D матрице, которая позволила клеткам быстрее и одновременно дольше расти и развиваться, чем 2D подходы, который обычно используют в подобных исследованиях.

При трехмерной культуре биологические клетки растут и взаимодействуют с окружением во всех трех измерениях. В двумерном пространстве (например, в Чашке Петри) клетки не могут расти in vitro (то есть вне живого организам, например, в пробирке) во все стороны также, как это было бы in vivo (эксперимент на живой модели).

Как только стало ясно, что клетки на пути превращения в мышцы, ученые перестали обеспечивать их Pax7. Вместо этого они начали поддерживать и питать клетки для их дальнейшего развития.

После двух-четырех недель клетки начали образовывать мышечные волокна, которые сжимаются и реагируют на внешние раздражители: электрические импульсы и биохимические сигналы. Новообразованные волокна имплантировали взрослым мышам, которые выжили и функционировали как минимум три недели.