Как перезагрузка стволовых клеток омолаживает мышцы

Представьте: старые мыши вдруг начинают наращивать мышцы и быстрее восстанавливаться после травм. Секрет — в особой «перезагрузке» стволовых клеток. Учёные из Университета Дьюка (США) выяснили, что если взять клетки из дряхлеющих мышц, «подзарядить» их в лаборатории и вернуть обратно, они снова работают как молодые. Возможно, этот метод поможет и людям. «Если взять стволовые клетки пожилого человека, активировать их и ввести обратно, они, скорее всего, станут более функциональными», — говорит Джеймс Уайт (James White) из Университета Дьюка.

Почему мышцы стареют?

В норме мышечные стволовые клетки дремлют в ткани, но при повреждении (например, после тренировки) они просыпаются и превращаются в новые мышечные волокна. «Мышцы постоянно регенерируют, ведь они очень уязвимы для механических нагрузок, — объясняет Уайт. — Когда вы чувствуете боль после занятий, это микротравмы. Иммунная система даёт сигнал стволовым клеткам, и те чинят повреждения, создавая новые мышцы с нуля».

С возрастом число таких клеток уменьшается, и они хуже справляются с ремонтом. Учёные выяснили почему: в старых мышечных стволовых клетках падает уровень фермента глутаминазы. Из-за этого клетки не могут производить жирные молекулы —пальмитат иолеат (это липиды, строительные блоки для клеточных мембран). «Стволовые клетки должны увеличиваться в несколько раз, чтобы превратиться в мышечные, — говорит Уайт. — Им нужны липиды для построения оболочек и для энергии».

Эксперимент на мышах: +45% мышечной массы

Исследователи взяли стволовые клетки из мышц старых мышей и «подкормили» их в чашке Петри пальмитатом и олеатом. Затем эти обновлённые клетки ввели в повреждённые ноги других старых мышей. Результат: за несколько дней в травмированных конечностях выросли новые мышечные волокна, которые были на 45% крупнее, чем у мышей, получивших обычные клетки. Мыши лучше ходили по беговой дорожке и успешнее проходили тесты на подвижность.

Что это значит для людей?

У людей уровень глутаминазы в мышечных стволовых клетках тоже снижается с возрастом. Этим объясняется, почему мышцы становятся меньше и слабее, а травмы заживают хуже. Это ведёт к снижению подвижности, качества жизни и повышает риск падений.

Возможно, мы сможем замедлить или обратить этот процесс, повысив уровень глутаминазы или липидов (пальмитата и олеата) в стволовых клетках. «Мы ищем способы перевести это в клиническую практику», — говорит Дэвид Ли (David Lee), тоже из Университета Дьюка.

Но просто глотать добавки с глутаминазой или жирами не сработает: до крошечных стволовых клеток в мышцах доберётся слишком мало вещества. К тому же есть риск рака — раковые клетки используют те же механизмы роста. А вот извлечение клеток, их активация в лаборатории и возврат обратно — более безопасный и эффективный путь.

Важный нюанс

Молодым спортсменам и бодибилдерам такой метод не поможет — у них и так полно активных стволовых клеток. «Их мышцы и так забиты функциональными клетками, готовыми к работе», — поясняет Уайт.

Кстати, есть и другой подход: компания Longeveron (Флорида) изучает, могут ли инфузии молодых стволовых клеток омолодить мышцы пожилых. В клиническом испытании добровольцам 75–80 лет вводили стволовые клетки от доноров 18–45 лет. После этого они могли ходить дальше.

Итог: учёные нашли ключевой механизм старения мышц — нехватку глутаминазы и липидов в стволовых клетках. Если научиться «перезагружать» эти клетки, мы сможем вернуть мышцам силу и способность к восстановлению даже в преклонном возрасте. Пока это работает на мышах, но потенциал для людей огромен.