Когда пожилой человек попадает в автомобильную аварию, то вероятность восстановления тяжелых повреждений мышц очень низкая. Лечение донорскими мышечными стволовыми клетками могло бы помочь в восстановлении поврежденных мышц , но до сих пор это не удавалось сделать с должным эффектом . Новый метод стволовой терапии может помочь изменить эту ситуацию.
Ученые из Технологического института Джорджии разработали молекулярную матрицу (гидрогель), с помощью которой стало возможно доставлять мышечные стволовые клетки, так называемые мышечные спутниковые клетки (MuSC), непосредственно в область повреждения мышц у пациентов с плохой регенерацией. Эксперименты на животных (мышах) показали, что матрица смогла успешно доставить клетки MuSCs в поврежденные старые мышечные ткани, что ускорило процесс регенерации. Матрица смогла защитить донорские стволовые клетки от жесткой иммунной реакции .
Этот метод доставки стволовых клеток также был успешно апробирован на мышиной модели болезни Дюшена, что со временем сможет дать надежду на излечение пациентам с этим тяжелым мышечным заболеванием. Результаты проведенного исследования были опубликованы в журнале Science Advances
Зона воспаления
Простое введение дополнительных мышечных спутниковых клеток в поврежденную, воспаленную ткань оказалось неэффективным, отчасти потому, что стволовые клетки атакуются иммунной системой реципиента.
«Любая травма мышц будет привлекать иммунные клетки и, как правило, это помогает стволовым мышечным клеткам восстановить поврежденную ткань. Но, в возрасте или при наличии дистрофических изменений в мышцах, иммунные клетки приводят к высвобождению многих токсичных химических веществ, таких как цитокины и свободные радикалы, которые убивают новые стволовые клетки », - сказал один из авторов исследования Юнг Чан.
Только от 1 до 20 процентов вводимых клеток MuSCs доходят до поврежденной ткани и приходят они уже ослабленными. Кроме того, некоторые повреждения тканей делают любую инъекцию неосуществимой, что требует новых стратегий доставки.
«Наш новый гидрогель защищает стволовые клетки, которые размножаются и развиваются внутри матрицы. Гель доставляется к поврежденной мышце, а стволовые клетки проникают в ткани и помогают им заживать», - сказал соавтор исследования Вуджин Хан.
Гидрогель: водные сетки
Гидрогели часто формируются как водные растворы молекулярных компонентов, которые напоминают кресты, и другие компонентов, которые соединяют концы крестов друг с другом. Когда компоненты объединяются, они сливаются в молекулярные сети, подвешенные в воде, в результате чего получается материал с консистенцией геля.
Если в раствор в момент формирования матрицы вводятся стволовые клетки или лекарственный препарат, то гидрогель обеспечивает доставку в необходимую область и защищает их от разрушения или диссипации в организме. Исследователи могут легко и надежно синтезировать гидрогели, а также настраивать их.
Химические компоненты и клетки смешивают в растворе, затем наносятся на поврежденную мышцу, где смесь трансформируется в матрикс-гель, который доставляет стволовые клетки в место повреждения. Гель является биосовместимым и биоразлагаемым.
Распад стволовых клеток
У более молодых здоровых пациентов мышечные спутниковые клетки являются частью естественного процесса регенерации.
По мере старения человек теряет мышечную массу, и количество сателлитных клеток также уменьшается, а оставшиеся становятся слабее. В очень пожилом возрасте у человека практически прекращается регенерация мышц. Исследователи планируют продолжить клинические испытания, что в ближайшем будущем позволит эффективно восстанавливать поврежденную мышечную ткань у пожилых людей или лечить пациентов с таким тяжелым заболеванием, как болезнь Дюшена.
