Ученые создали мышечный трансплантат, имитирующий эффект тренировок

Скелетные мышцы — это не только часть опорно-двигательного аппарата, но и активный эндокринный орган. При сокращении мышечные волокна выделяют сигнальные молекулы, в том числе миокины, которые влияют на обмен веществ, иммунитет, печень, сосуды и даже головной мозг. Во время физической нагрузки этот процесс усиливается, поэтому врачи часто рекомендуют упражнения для поддержания здоровья, особенно пожилым людям.

Однако для пациентов с тяжелыми травмами, параличом или хроническими заболеваниями полноценная активность затруднительна. Длительное отсутствие движения ведет к атрофии мышц. Лекарства пока не могут воспроизвести сложный комплекс реакций, возникающих при естественном сокращении, а электростимуляция требует специального оборудования и регулярных процедур.

Как создали работающий трансплантат

Команда под руководством Нг Ши-Чана (Ng Shyh-Chang) из Китайской академии наук пошла иным путем. Ученые взяли у живых мышей миосателлитные клетки — стволовые клетки, расположенные между мышечными волокнами и базальной мембраной. В лаборатории они превратили их в зрелые мышечные клетки, а затем пересадили около шести миллионов таких клеток под кожу грызунам.

Внутри организма из них сформировалась зрелая мышечная ткань, способная непрерывно сокращаться — даже во время сна. По структуре и свойствам она была сопоставима со скелетной мускулатурой. Главной задачей было добиться выживания клеток, их интеграции с тканями и поддержания функции, и это удалось.

Эффекты на организм мышей

Дальнейшие эксперименты показали, что небольшой участок постоянно работающей мышечной ткани оказывает системное влияние. У мышей с трансплантатом увеличилась общая мышечная масса, улучшились мышечная функция и работоспособность. Животные демонстрировали большую физическую силу и выносливость по сравнению с контрольной группой. Положительный эффект наблюдался даже у пожилых особей в возрасте 18 месяцев: у них замедлились возрастные изменения иммунной системы и печени, а также подавлялись некоторые признаки нейродегенерации.

В отдельных экспериментах у старых мышей с искусственно вызванным ожирением трансплантат сократил признаки повреждения печени, снизил уровень воспаления. Кроме того, эти животные лучше справлялись с поведенческим тестом: быстрее проходили лабиринт, что указывает на улучшение когнитивных функций.

Перспективы и ограничения

Опыты длились не менее 81 дня, и за это время в трансплантатах не было обнаружено признаков опухолей. Исследователи планируют испытать технологию на людях со спинальной мышечной атрофией. Если метод окажется безопасным, трансплантат может стать дополнительным инструментом восстановления.

Однако важно подчеркнуть: речь не идет о полноценной замене упражнений. Обычная тренировка одновременно задействует сердечно-сосудистую систему, тренирует нервно-мышечный аппарат и создает нагрузку на кости. Подкожный трансплантат способен воспроизводить лишь часть сигналов, связанных с работой мышц. Научная работа опубликована в журнале Nature Aging.