Американцы натренировали мышцы перед пересадкой в организм

Спортзал для имплантатов: устройство растягивает искусственные мышцы по специальной программе

(фото Wake Forest Baptist Medical Center, Institute for Regenerative Medicine).

Биореактор растягивал полоски с мышечными клетками очень аккуратно

(кадр из видео Wake Forest Baptist Medical Center, Institute for Regenerative Medicine).

Учёные из США перед пересадкой в организм грызунов подвергли искусственные мышцы физическим нагрузкам. Оказалось, что тренированные клетки после имплантации животным работают гораздо эффективнее.

Мышцы были выращены в лаборатории специалистами Баптистского медицинского центра Вейк Форест (Wake Forest Baptist Medical Center). Для этого учёные взяли отдельные клетки мышечной ткани мышей и размножили их. Затем клетки были помещены на полоски биосовместимого материала, полученного из мочевого пузыря свиней. На один квадратный сантиметр полоски приходился миллион клеток.

Такие полоски искусственных мышц не отторгаются организмом мышей и могут быть пересажены животным. Однако после имплантации мышцам необходим некоторый период времени для адаптации к новым условиям, в это время клетки не функционируют.

Учёные решили ускорить процесс восстановления организма путём тренировки мышц перед пересадкой. Специальное управляемое компьютером устройство растягивало и расслабляло мышцы три раза в минуту. Процесс продолжался в течение пяти минут в начале каждого часа (демонстрационное видео можно посмотреть здесь).

Полный курс тренировки длился одну неделю. На последнем этапе полоски пересаживали мышам на место удаленной широчайшей мышцы спины.

Исследователи сравнили четыре группы мышей. Одна группа подверглась хирургической пересадке мышц. Три другие группы получили различные виды имплантатов: нетренированные мышцы, мышцы, прошедшие недельную тренировку, а также полоски, на которые в середине тренировочного процесса добавили новые клетки.

Результаты показали, что предварительные физические нагрузки оказывают большое влияние на развитие и функционирование мышц после пересадки. Скорее всего, такой эффект тренировок объясняется тем, что клетки, расположившиеся на полоске, выравниваются в одном направлении и образуют так называемые мышечные пучки.

Мыши, получившие "нетренированные" имплантаты, проходили адаптационный период гораздо быстрее, чем животные с пересаженными собственными мышцами. Особи с пересаженными тренированными мышцами восстанавливались ещё быстрее. Лучшие результаты показали полоски с добавленными в процессе тренировки клетками.

Во всех случаях с применением имплантатов учёными был отмечен интенсивный рост мышечной ткани, как на самих полосках, так и в местах примыкания полосок к собственным мышцам мышей.

"Организм может самостоятельно восстанавливать небольшие повреждения скелетной мускулатуры. Но в случае более серьёзных травм, единственное, что могут сделать медики, — пересадить мышцу из одной части тела в другую. Это то же самое, как ограбить Петра, чтобы заплатить Павлу, — говорит руководитель исследований Джордж Крайст (George Christ). – Наша цель не перемещать мышцы, а помогать организму растить новые".

Учёные надеются, что очень скоро разработанная ими технология будет одобрена к применению для лечения людей. Пересадка выращенных и натренированных в лаборатории мышц может помогать при травматических повреждениях мышц, а также врожденных пороках.

Подробнее о наработках американских учёных рассказывает статья, вышедшая в журнале Tissue Engineering Part A.