Кто разбудит стволовые клетки мышц?

Травмы, тренировки, заболевания мышц могут привести к уменьшению мышечной массы. Атрофия мышц происходит и в результате старения. Конечно, мышцы могут восстанавливаться, только не всегда это происходит быстро и полноценно, особенно в пожилом возрасте, когда количество стволовых клеток уменьшается и их сложно вывести из состояния покоя. Сегодня ускорить регенерацию мышц можно трансплантацией в поврежденную ткань стволовых клеток, выращенных в лаборатории. Несмотря на эффективность этой терапии, она не всегда применима. Лечение стволовыми клетками дорого стоит и к тому же небезопасно. Ведь лабораторные стволовые клетки могут развиться в раковые. Поэтому лучше заставить собственные стволовые клетки, имеющиеся в мышечной ткани, делиться и превращаться в мышечные.

Ученые из Университета Монаша (Мельбурн, Австралия) обнаружили белок NAMPT (Nicotinamide Phosphoribosyltransferase), который выводит стволовые клетки в мышцах из состояния покоя. Исследования проводили на личинках рыбок данио, которые удобны для эксперимента. Они прозрачны, поэтому можно наблюдать за восстановлением мышц непосредственно в личинках с помощью микроскопии.

К месту повреждения (травмы или инфекции) всегда устремляются клетки иммунной системы — макрофаги, которые удаляют мусор и ускоряют заживление. Ученые увидели, что стволовые клетки начинают делиться после того, как с ними долго (в течение нескольких часов) и плотно контактировали макрофаги.

Изучив популяцию скапливающихся в месте повреждения макрофагов, ученые выяснили, что их восемь типов. Причем только один из них «контактный». Именно он выделяет белок NAMPT, который активирует мышечные стволовые клетки. Этот белок также известен как висфатин, или PBEF у людей. NAMPT действует на определенный хемокиновый рецептор на поверхности мышечных стволовых клеток, побуждая их к делению.

Способность NAMPT восстанавливать поврежденные мышцы исследователи доказали в красивом эксперименте. К рыбкам, с удаленными макрофагами, добавили NAMPT — прямо в воду. Этого оказалось достаточно, чтобы запустить регенерацию мышц.

Затем белок испытали на мышах с тяжелей мышечной травмой. На место раны наносили фибриновый гидрогель с NAMPT. В отличие от контрольной группы животных, которых обрабатывали гидрогелем, содержащим только фибрин, у мышей опытной группы полностью восстанавливалась архитектура мышц. Положительный эффект наблюдался даже после однократного применения гидрогелевого пластыря.

Кажется, в травматологии скоро наступят новые светлые времена.

(Nature, 2021, 591)