Исследование, проведенное учеными из инженерной школы Калифорнийского университета Сан-Диего Джейкобс, дает новые идеи для разработки методов лечения мышечных заболеваний, травм и атрофии. Изучая, как разные линии плюрипотентных стволовых клеток наращивают мышцы, исследователи впервые обнаружили, как могут запускаться эпигенетические механизмы для ускорения роста мышечных клеток на разных этапах дифференцировки стволовых клеток.
Результаты были опубликованы в марте. 17 в научных достижениях.
"Подходы на основе стволовых клеток, которые могут способствовать регенерации и росту мышц, улучшат качество жизни многих людей, от детей, рожденных с врожденными заболеваниями мышц, до людей, которые теряют мышечную массу и силу из-за старения," сказал Шанкар Субраманиам, выдающийся профессор биоинженерии, информатики и инженерии, а также клеточной и молекулярной медицины Калифорнийского университета в Сан-Диего и ведущий автор-корреспондент исследования. "Здесь мы обнаружили, что определенные факторы и механизмы могут запускаться внешними средствами, способствуя быстрому росту."
Исследователи использовали три разные индуцированные человеком линии плюрипотентных стволовых клеток и изучили, как они дифференцируются в мышечные клетки. Из трех, одна клеточная линия выросла в мышцу быстрее всех. Исследователи изучили, какие факторы отличают эту линию от остальных, а затем стимулировали эти факторы в других линиях, чтобы увидеть, могут ли они ускорить рост мышц.
Они обнаружили, что запуск нескольких эпигенетических механизмов в разные моменты времени ускоряет рост мышц в "помедленнее" линии плюрипотентных стволовых клеток. К ним относятся ингибирование гена ZIC3 в начале дифференцировки с последующим добавлением белков, называемых транскрипционными кофакторами бета-катенина, позже в процессе роста.
"Ключевой вывод здесь заключается в том, что все плюрипотентные стволовые клетки не обладают одинаковой способностью к регенерации," Субраманиам сказал. "Выявление факторов, которые подготовят эти клетки к специфической регенерации, будет иметь большое значение в регенеративной медицине."
Затем команда изучит терапевтическое вмешательство, такое как лекарства, которые могут стимулировать и ускорять рост мышц на разных стадиях дифференцировки в индуцированных человеком плюрипотентных стволовых клетках. Они также увидят, может ли имплантация определенных плюрипотентных стволовых клеток в дистрофические мышцы стимулировать рост новых мышц у животных. В конечном итоге они хотели бы увидеть, может ли такой подход, основанный на стволовых клетках, регенерировать мышцы у стареющих людей.