Ученые создали искуственные мышцы

Исследователи из университета Дьюка впервые создали в лабораторных условиях скелетные мышцы взрослого человека, которые способны сокращаться и отвечать на внешние раздражители (электрические импульсы, биохимические сигналы и фармацевтические препараты) так же, как и настоящие мышцы. Исследование проводилось под руководством доцента биомедицинской инженерии Ненада Бурсака (Nenad Bursac) и его аспирантки Лоран Мэдден (Lauran Madden).

Как сообщают «Вести.Ru», Бурсак и Мэдден начали свою работу с небольшой популяции клеток человека, которые уже не являются стволовыми клетками, но все еще не стали мышечной тканью. Они поместили их в 3D-каркас, заполненный питательным гелем, что позволило клеткам сформировать подобие настоящих мышечных волокон. 

«У нас был большой опыт в изготовлении искусственных мышц из клеток животных в лаборатории, — рассказывает Мэдден. — Мы меняли различные переменные, чтобы добиться оптимального результата».
Искусственные мышцы активно сокращаются в ответ на электрическую стимуляцию (впервые этого удалось достичь для выращенной в лаборатории человеческой мышцы). Также испытания показали, что сигнальные пути, позволяющие нервам активировать мышцы, были исправны и функциональны.
Выращенная в лаборатории ткань в ближайшее время позволит исследователям проводить тестирования новых лекарственных препаратов и изучать болезни, мешающие нормальному функционированию мышечной ткани человека. Все это можно будет делать вне человеческого тела.

«Наша разработка поможет в проведении клинических испытаний, — рассказывает Бурсак. — С ее помощью можно будет тестировать эффективность и безопасность лекарственных препаратов без ущерба для здоровья пациентов, а также воспроизводить функциональные и биохимические сигналы заболеваний, особенно редких недугов и тех, что затрудняют возможность провести биопсию мышечной ткани».
Чтобы убедиться, что мышцы могут быть использованы для медицинских тестов, исследователи подвергли их воздействию различных препаратов, в том числе статинов, используемых для снижения уровня холестерина, и кленбутерола, который спортсмены принимают для увеличения производительности.

В статье научного издания eLife ученые пишут, что эффекты от препаратов соответствуют тем, что наблюдаются у пациентов. Реакция на статины зависела от дозы и приводила к аномальным накоплениям жира в высоких концентрациях. Кленбутерол показал временное увеличение интенсивности сокращений. Оба эти эффекта также имеют место и в организме человека.

Ранее та же группа ученых создала идентичные настоящим скелетные мышцы мышей, способные восстанавливаться после травмы.