Един от многото ефекти на стареенето е загубата на мускулна маса, което води до инвалидизиране при възрастните хора. За да се противопоставят на тази загуба, учените от Института Солк проучват начини за ускоряване на регенерацията на мускулната тъкан, като използват комбинация от молекулни съединения, които обикновено се използват при изследване на стволови клетки.
В проучване, публикувано наскоро в Nature Communications, изследователите показват, че използването на тези съединения увеличава регенерацията на мускулните клетки при мишки чрез активиране на прекурсорите на мускулните клетки, наречени миогенни прекурсори. Въпреки че е необходимо допълнителна работа, преди този подход да може да се приложи върху хората, изследването дава представа за основните механизми, свързани с мускулната регенерация и растеж и може един ден да помогне на спортистите, а също и на възрастните хора да регенерират тъканите по-ефективно.
„Загубата на тези прекурсори е свързана с възрастовата дегенерация на мускулите“, обяснява професорът от Института Солк Хуан Карлос Изписуа Белмонте (Juan Carlos Izpisua Belmonte), водещ автор на статията. „Нашето проучване разкрива специфични фактори, които могат да ускорят мускулната регенерация, както и разкрива механизма, по който това се е случило.“
Използваните в изследването съединения често се наричат фактори на Яманака след японския учен, който ги е открил. Факторите на Яманака са комбинация от протеини (наречени транскрипционни фактори), които контролират как ДНК се копира за транслация в други протеини. В лабораторни изследвания те се използват за преобразуване на специализирани клетки, като кожни клетки, в подобни на стволовите клетки, които са плюрипотентни, което означава, че имат способността да станат множество различни видове специализирани клетки.
Индукцията на фактори Яманака (OKSM) в мускулните влакна увеличава броя на миогенните прекурсори. Горе - контрола, долу - третирани. Червено-розовият цвят е Pax7, маркер на мускулни стволови клетки. Синьото показва мускулни ядра. Кредит: Salk Institute
„По-рано нашата лаборатория показа, че тези фактори могат да подмладят клетките и да насърчат регенерацията на тъканите при живи животни“, разказва водещият автор Чао Уан (Chao Wang), постдокторант в лабораторията Изписуа Белмонте. „Но как се случва това не бе известно досега“.
Мускулната регенерация се медиира от мускулни стволови клетки, наричани още сателитни клетки. Сателитните клетки са разположени между слой съединителна тъкан (базална ламина) и мускулните влакна (миофибри). В това проучване екипът използва два различни моделни животни мишки, за да определи специфичните за мускулните стволови клетки или специфични нишови промени след добавяне на фактори на Яманака. Те се съсредоточават върху по-млади мишки, за да проучат въздействието на факторите, независимо от възрастта.
В модела, специфичен за миофибрите, изследователите откриват, че добавянето на фактори на Яманака ускорява регенерацията на мускулите при мишки чрез намаляване на нивата на протеин, наречен Wnt4 в нишата, който от своя страна активира сателитните клетки. За разлика от това, в модела, специфичен за сателитните клетки, факторите на Яманака не активират сателитните клетки и не подобряват мускулната регенерация, което предполага, че Wnt4 играе жизненоважна роля в мускулната регенерация.
Според Изписуа Белмонте наблюденията от това проучване в крайна сметка могат да доведат до нови лечения чрез насочване към Wnt4.
„Наскоро нашата лаборатория разработи нови технологии за редактиране на гени, които могат да се използват за ускоряване на възстановяването на мускулите след нараняване и подобряване на мускулната функция“, разказва Изписуа Белмонте. „Потенциално бихме могли да използваме тази технология или за директно намаляване на нивата на Wnt4 в скелетните мускули, или за блокиране на комуникацията между Wnt4 и мускулните стволови клетки.“
Изследователите изучават и други начини за подмладяване на клетките, включително използване на иРНК и генно инженерство. Тези техники в крайна сметка могат да доведат до нови подходи за стимулиране на регенерацията на тъканите и органите.
Справка: “In vivo partial reprogramming of myofibers promotes muscle regeneration by remodeling the stem cell niche” by Chao Wang, Ruben Rabadan Ros, Paloma Martinez-Redondo, Zaijun Ma, Lei Shi, Yuan Xue, Isabel Guillen-Guillen, Ling Huang, Tomoaki Hishida, Hsin-Kai Liao, Estrella Nuñez Delicado, Concepcion Rodriguez Esteban, Pedro Guillen-Garcia, Pradeep Reddy and Juan Carlos Izpisua Belmonte, 25 May 2021, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-021-23353-z
Източник: New Research Shows How to Boost Muscle Regeneration and Rebuild Tissue, scitechdaily
Още по темата
Животът
Три години по-млад само за осем седмици? Възможно е според ново проучване
Животът
Интересно: Генетична мутация, защитаваща от малария, прави сухожилията по-яки
Животът
Учени разработиха нова стратегия за генна терапия за забавяне на стареенето
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари