Ученые впервые вырастили в лаборатории искусственную человеческую мышцу, способную сокращаться

Исследователи из университета Дьюка создали в лабораторных условиях скелетные мышцы взрослого человека, способные сокращаться и реагировать на внешние раздражители (биохимические сигналы, электрические импульсы и лекарственные препараты) так же, как и настоящие мышцы.

Свою работу ученые начали с небольшой популяции клеток человека, которые еще не стали мышечной тканью, но уже и не являются стволовыми клетками. Их они поместили в специальный 3D-каркас, заполненный питательным гелем, что позволило клеткам сформировать подобие настоящих мышечных волокон.

Исследователи провели ряд тестов, чтобы определить, насколько выращенные ими мышцы похожи на мышечную ткань в человеческом теле. Оказалось, что искусственные мышцы активно сокращаются в ответ на электрическую стимуляцию (таких результатов впервые удалось достичь с выращенной в лаборатории человеческой мышцой). Испытания также показали, что сигнальные пути, позволяющие нервам активировать мышцы, исправны и функциональны.

Предполагается, что выращенная в лаборатории ткань позволит в скором будущем проводить тестирования новых лекарственных препаратов, а также изучать болезни, которые мешают нормальному функционированию мышечной ткани человека. Все это можно буде теперь делать за пределами человеческого тела.

Чтобы убедиться, что мышцы можно использовать для медицинских тестов, исследователи подвергли их воздействию разных препаратов, в том числе кленбутерола, которые принимают спортсмены для увеличения производительности и статинов, используемых для снижения уровня холестерина. Как пишут ученые в статье научного издания eLife, эффекты от препаратов соответствуют тем, что наблюдаются у пациентов.

«Одной из наших целей является использование данного метода для персонализации медицины для пациентов, — сказал руководитель исследования Ненад Бурсак. — Мы можем провести биопсию пациенту, потом вырастить новые мышцы и использовать их в качестве образцов. Это позволит определить, например, какой препарат подойдет в каждом конкретном случае».

Помимо этого команда исследователей пытается вырастить человеческие мышцы при помощи индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, а не клеток, полученных с помощью биопсии. Связано это с тем, что при некоторых заболеваниях, таких как мышечная дистрофия Дюшенна, нелегко провести биопсию.