În cadrul unui studiu revoluționar, oamenii de știință au creat în premieră țesut muscular funcțional din celule stem. Noua descoperire ar putea fi folosită în diferite domenii și ar putea contribui la înțelegerea și tratarea unor afecțiuni musculare grave, cauzate de mutații genetice.
Cercetătorii din cadrul Universității Duke au creat primul mușchi scheletic uman funcțional din celule stem pluripotente, prin care pot fi produse diferite tipuri de celule sau țesuturi ale organismului. Studiul de față, publicat în revista Nature Communications, se bazează pe munca cercetătorilor din 2015, când au reușit să dezvolte țesut muscular uman din celule obținute din biopsii musculare.
Cel mai recent progres ar putea deschide calea pentru o serie de noi tratamente, cum ar fi terapiile celulare, descoperirea de medicamente și capacitatea de a dezvolta mai mult țesut muscular, precum și ar extinde propria noastră înțelegere cu privire la biologia umană.
,,În primul rând, celulele stem pluripotente nu sunt celule musculare, dar se pot transforma în toate celulele existente în corpul uman, permințându-ne să dezvoltăm un număr nelimitat de celule progenitoare miogenice”, a declarat Nenad Bursac, profesor de biomedicină din cadrul Universităţii Duke. ,,Aceste celule progenitoare se aseamănă cu celulele stem adulte, numite ,,celule satelit”, care pot dezvolta teoretic un mușchi întreg începând de la o singură celulă.”
În cadrul studiului, cercetătorii au creat fibre musculare ce reacționau la stimuli, precum șocurile electrice sau substanțele chimice asemănătoare celor produse de semnalele neuronale, la fel ca țesutul muscular natural. Atunci când țesutul creat în laborator a fost implantat în șoarecii adulți, echipa a descoperit că acesta a supraviețuit și a funcționat timp de cel puțin trei săptămâni, în timp ce a fost integrat în țesutul existent.
În timp ce studiile anterioare au reușit să realizeze acest lucru, nici unul nu a reușit să dezvolte apoi aceste celule într-un mușchi uman funcțional.
Pentru a crea acest țesut muscular funcțional, cercetătorii au prelevat celule stem pluripotente din pielea sau sângele adulților. Aceste celule au fost ,,reprogramate”, astfel încât să fie mult mai simple și nedefinite. Apoi celulele au fost tratate cu molecula Pax7, ceea ce a dus la transformarea lor în țesut muscular.
,,A fost nevoie de ani de încercări și erori, pentru a face ,,presupuneri educate” și pași mărunți în vederea producerii, în cele din urmă, a unui mușchi uman funcțional din celule stem pluripotente. Ceea ce a facut diferența sunt condițiile unice de cultură a celulelor și imprimanta 3D, permițând celulelor să se dezvolte mult mai mult și mai rapid decât abordările 2D, care sunt mai utilizate de obicei”, a declarat Lingjun Rao, autorul principal al studiului.
Această terapie revoluționară ar putea avea aplicații medicale uimitoare în ceea ce privește cercetarea, aprofundarea înțelegerii unor boli rare și opțiunile de tratament pentru leziuni musculare.
Cu toate acestea, încă trebuie depuse multe eforturi. Deși țesutul muscular derivat din celulele stem conținea mai multe celule stem ,,de tip satelit”, necesare pentru a repararea leziunilor, nu este la fel de puternic ca mușchiul natural sau ca mușchiul provenit din biopsii. În viitor, cercetătorii speră să poată să folosească țesuturi derivate din celule stem pentru terapii regenerative sau în combinație cu terapia genică, care ar putea repara disfuncționalitățile genetice în celulele stem ale unui pacient, iar apoi să dezvolte noi fibre musculare sănătoase.
