Одним из многих последствий старения является потеря мышечной массы, что способствует инвалидности пожилых людей. Чтобы противостоять этой потере, ученые из Института Солка изучают способы ускорения регенерации мышечной ткани, используя комбинацию молекулярных соединений, которые обычно используются в исследованиях стволовых клеток.

В исследовании, опубликованном 25 мая 2021 г. Связь с природойИсследователи показали, что использование этих соединений увеличивает регенерацию мышечных клеток у мышей за счет активации предшественников мышечных клеток, называемых миогенными предшественниками. Хотя требуется дополнительная работа, прежде чем этот подход можно будет применить к людям, исследование дает представление об основных механизмах, связанных с регенерацией и ростом мышц, и может однажды помочь спортсменам, а также стареющим взрослым более эффективно регенерировать ткани.

«Потеря этих предшественников была связана с возрастной дегенерацией мышц», — говорит профессор Солка Хуан Карлос Изписуа Бельмонте, старший автор статьи. «Наше исследование раскрывает конкретные факторы, способные ускорить регенерацию мышц, а также раскрывает механизм, с помощью которого это происходит».

Соединения, используемые в исследовании, часто называют факторами Яманака в честь японского ученого, который их открыл. Факторы Яманаки представляют собой комбинацию белков (называемых факторами транскрипции), которые контролируют, как ДНК копируется для трансляции в другие белки. В лабораторных исследованиях они используются для преобразования специализированных клеток, таких как клетки кожи, в более похожие на стволовые клетки клетки, которые являются плюрипотентными, что означает, что они могут становиться клетками многих различных типов.

«Наша лаборатория ранее показала, что эти факторы могут омолаживать клетки и способствовать регенерации тканей у живых животных», — говорит первый автор Чао Ван, научный сотрудник лаборатории Изписуа Бельмонте. «Но как это происходит, ранее не было известно».

Регенерация мышц обеспечивается мышечными стволовыми клетками, также называемыми сателлитными клетками. Клетки-сателлиты располагаются в нише между слоем соединительной ткани (базальной пластинкой) и мышечными волокнами (миофибриллами). В этом исследовании команда использовала две разные мышиные модели, чтобы точно определить изменения, специфичные для мышечных стволовых клеток или ниши, после добавления факторов Яманаки. Они сосредоточились на более молодых мышах, чтобы изучить влияние факторов, не зависящих от возраста.

В модели, специфичной для миофибрилл, они обнаружили, что добавление факторов Яманаки ускоряет регенерацию мышц у мышей за счет снижения уровня белка под названием Wnt4 в нише, что, в свою очередь, активирует сателлитные клетки. Напротив, в модели, специфичной для сателлитных клеток, факторы Yamanaka не активировали сателлитные клетки и не улучшали регенерацию мышц, указывая на то, что Wnt4 играет жизненно важную роль в регенерации мышц.

По словам Изписуа Бельмонте, заведующего кафедрой Roger Guillemin, наблюдения этого исследования могут в конечном итоге привести к новым методам лечения, нацеленным на Wnt4.

«Наша лаборатория недавно разработала новые технологии редактирования генов, которые можно использовать для ускорения восстановления мышц после травм и улучшения мышечной функции», — говорит он. «Потенциально мы могли бы использовать эту технологию либо для непосредственного снижения уровня Wnt4 в скелетных мышцах, либо для блокировки связи между Wnt4 и мышечными стволовыми клетками».

Исследователи также изучают другие способы омоложения клеток, включая использование мРНК и генной инженерии. Эти методы могут в конечном итоге привести к новым подходам к ускорению регенерации тканей и органов.

источник: https://www.salk.edu/news-release/new-study-shows-how-to-boost-muscle-regeneration-and-rebuild-tissue/