- Группа наномедицинских исследований из IBS разрабатывает искусственные мышцы для восстановления поврежденных скелетных мышц
Схема получения искусственной мышечной ткани и его применения. Внутри волокна PCL, изготовленном по технологии термического растяжения, выращивается мышечные клетки, полученные с помощью технологии трансдифференциации (или прямого репрограммирования). Путем введения экстрацеллюлярного матрикса ученые ускорили созревание мышечных клеток (стимулирование дифференциации), получив таким образом искусственно-функциональную мышечную ткань. Когда они трансплантировали эти мышцы в область потери скелетных мышц мыши, поврежденная мышечная ткань, кровеносные сосуды и нервная ткань успешно восстановились. [Предоставлено IBS]
Команда во главе с исследователем Чо Сын Ву из департамента наномедицинских исследований при Институте фундаментальных наук объявила 21 февраля, что вместе с исследователями из Массачусетского технологического института (MIT) она разработала индивидуализированную платформу для производства искусственных мышц, которые могут быть использованы для лечения мышечных повреждений.
Мышцы - самые большие органы, на которые приходится 40 процентов веса нашего тела, и они играют важную роль в нашей жизни. Среди них скелетные мышцы, которые прикреплены к костям или сухожилиям и совершают движения, обладают отличной способностью самовосстанавливаться, но чрезмерные травмы приводят к необратимому повреждению тканей, которую очень трудно лечить. В настоящее время трансплантация функциональных мышц считается единственным методом лечения. Однако с этим есть несколько проблем, таких как трудности с получением имплантируемой мышечной ткани, иммунное отторжение или снижение функции ткани после имплантации. Исследовательская группа преодолела ограничения существующих методов лечения, разработав индивидуализированные искусственные мышцы без иммунного отторжения.
Исследовательская группа сначала разработала волокно PCL (поликапролактон) с мелкопористой структурой, которое действует как скелет. Волокно PCL может с высокой точностью регулировать свою длину и пористость в зависимости от размера и формы области потери скелетных мышц. Другими словами, ученые разработали платформу для производства искусственных мышц, индивидуализированных для каждого пациента.
Мышечные клетки культивировались с использованием технологии трансдифференциации, которая превращает клетки кожи в мышечные клетки внутри волокна PCL. Здесь использовались клетки собственной кожи пациента, тем самым решив проблему иммунного отторжения. Также ученые применили мышечный экстрацеллюлярный матрикс, который создает биохимические и физические среды, специфичные для мышечной ткани. В результате этого повысилось эффективность трансдифференциации мышечных клеток, что позволило добиться успеха в производстве искусственно-функциональной мышечной ткани.
Затем исследователи трансплантировали искусственную мышечную ткань в область повреждения мышц и наблюдали за процессом их регенерации. Вдобавок к тому, что регенерировалась поврежденная мышечная ткань, кровеносные сосуды и нервные ткани восстанавливались значительно лучше, чем при использовании традиционных методов. Эксперименты продемонстрировали терапевтические свойства искусственных мышц, что в свою очередь показывает возможность их клинического применения.
«Нам удалось разработать новые медицинские технологии, которые могут заменить существующие методы лечения мышечных заболеваний. Мы планируем оценить эффективность и безопасность данной технологии на крупных животных моделях для практического клинического применения в будущем» - сказал исследователь Чо Сын Ву.
Результаты исследования были опубликованы 19 февраля в международном журнале «Advanced Materials».
nbgkoo@heraldcorp.com
#южнаякорея #корея #технология #биотехнология #медицина #мышцы #промышленность #биология #геннаяинженерия #экономика