Как мышечные клетки реагируют на травмы и процесс старения

  • 18 декабря, 2017
    0 Comments

    Новое исследование, проведенное учеными из Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute (SBP), описывает механизмы и биологические феномены поведения скелетных мышечных стволовых клеток в ответ на старение или повреждение. Результаты, опубликованные в Cell Stem Cell, имеют важные последствия для терапевтических стратегий для регенерации скелетных мышц в ответ на нормальный процесс старения, в случаях травм или мышечных заболеваний, таких как мышечная дистрофия.

    «Наше исследование является одним из первых, в котором мы смотрим кто смотрит на мышечные стволовые клетки в их родной ткани с разрешением на уровне одной клетки», - говорит Алессандра Сакко, доктор философии, профессор SBP. «Это позволило нам исследовать динамическую гетерогенность клеток, меру их гибкости реагирования на физические нагрузки, травмы и нормальный износ, возникающий при старении. Используя этот подход, мы обнаружили удивительные различия в том, как клетки могут поддерживать гетерогенность».

    Взрослые мышечные стволовые клетки необходимы для восстановления и регенерации мышц на протяжении всей жизни. Эти клетки расположены между мышечными волокнами и существуют как гетерогенная популяция, которые нуждаются в «самообновлении», чтобы поддерживать популяцию стволовых клеток, а также дифференцироваться в миогенные клетки, которые размножаются, дифференцируются и сливаются для создания новых мышечных волокон.

    «Мышечные стволовые клетки должны поддерживать спектр функциональных способностей, которые должны быть подготовлены к общим изменениям, происходящим от травм, болезней и старения», - говорит Сакко. «Здесь мы сосредоточились на изучении того, как пул мышечных стволовых клеток реагирует на возраст или травмы мышцы.

    «Наша цель - понять, как стволовые клетки справляются с этими ситуациями. Затем мы можем использовать эту информацию для создания новых подходов, специально предназначенных для предотвращения гибели мышечных стволовых клеток и / или их дисфункции, связанной с саркопенией, - медицинского термина для возрастной потери массы и силы скелетных мышц - или в сочетании с мышечными заболеваниями, которые характеризуются хроническим повреждением тканей, такими как дистрофии », - добавляет Сакко.

    Исследовательская группа Сакко использовала технологию, называемую трассировкой нескольких линий in vivo, чтобы следить за способностью к самообновлению и диапазоном потомства, производимого отдельными стволовыми клетками. Повторные травмы заставляют мускулы проходить несколько раундов ремонта и используются в качестве модели для заболеваний, характеризующихся прогрессирующей дегенерацией мышц и слабостью, такими как мышечные дистрофии.

    «Результаты были совсем не такими, как мы ожидали, - старые мышечные стволовые клетки поддерживали разнообразный ассортимент клеток в общем бассейне, несмотря на то, что они были менее способны размножаться и многократно увеличивались. Результат был обратный, когда мы вызвали травму, и наблюдали, как пул отвечает на повреждение тканей », - объясняет Мэтью Тирни, доктор философии, бывший аспирант Сакко. «В случае травмы пул стволовых клеток становится менее разнообразным, но сохранял свою пролиферативную способность.

    «Наши результаты приводят к нескольким интересным вопросам о потенциальных причинах этих наблюдаемых различий»

    «Это исследование показало четкие различия в динамике пулов мышечных стволовых клеток во время процесса старения по сравнению с внезапной травмой», - говорит Сакко. «Это означает, что, вероятно, не существует подхода, чтобы предотвратить снижение мышечных стволовых клеток. Терапевтические стратегии поддержания мышечной массы и силы у пожилых людей, скорее всего, будут отличаться от терапевтических для пациентов с дегенеративными заболеваниями. 

    Подробнее: https://www.sciencedaily.com/releases/2017/12/171214140820.htm

  • Экспертная колонка

    27 марта 2017

    Термин «стволовые клетки» придумал русский ученый А.А. Максимов еще в начале прошлого века, исследуя процесс кроветворения, затем А.Я. Фриденштейн доказал наличие других, не только кроветворных стволовых клеток. С тех пор мировая наука существенно продвинулась в изучении этого вопроса.

    Сегодня известно, что стволовые клетки являются основой самоподдержания и обновления организма человека. Установлено, что они входят в состав не только костного мозга, но и соматических и висцеральных тканей нашего организма. С различной степенью регулярности эти клетки обновляются, тем самым поддерживая здоровье человека на должном уровне.

    Некоторые клетки организма обновляются раз в две недели, а другие – раз в год, третьи – не обновляются совсем (например, нейроны), однако возраст и болезни уменьшают их количество. Таким образом, резерв стволовых клеток, «перезагружающих» и «ремонтирующих» наш организм истощается. Стало очевидно, что нужно повышать их потенциал, для чего можно, например, изымать стволовые клетки из организма, приумножать их в сотни, тысячи раз и вводить обратно. Кроме того, ученые с помощью стволовых клеток научились выращивать ткани и некоторые органы.

    Однако академик считает, что это не решит проблемы, потому что благодаря развитию медицины продолжительность жизни человека растет с каждым годом. Это может приводить к тому, что будет появляться все больше пациентов, которые будут нуждаться в органах для трансплантации: сердце, почках, печени, легких.

    Решение проблемы и логичное развитие регенеративной медицины он видит не в том, чтобы искусственно вырастить орган и подсадить его человеку (своего рода «паллиативное решение проблемы»), но научиться контролировать обновление клеток и программировать эту регенерацию внутри человеческого организма.

  • Видео недели

    Ученые из клиники Майо решили изучить влияние микрогравитации на рост и биологические свойства стволовых клеток, для чего в ближайшее время будет подготовлен эксперимент по культивирования стволовых клеток человека на МКС. Спицалисты считают, что микрогравитация и невесомость могут не просто менять регенеративный потенциал стволовых клеток, но и стать новым способом более эффективного культивирования и найти свое применение в тканевой инженерии.

  • Twitter лента