Три года назад команда ученых из Университета Дьюка (Duke University) под руководством профессора биомедицинской инженерии Ненада Бурсака (Nenad Bursac) впервые в мире смогла получить функционирующие мышечные волокна из клеток мышечных биопсий. Сейчас специалистам удалось совершить новый прорыв – они успешно перепрограммировали клетки кожи в мышечные и вырастили из них ткань, способную сокращаться и реагировать на стимулы – как электрические, так и невральные. В будущем искусственные мышцы могут использоваться для изучения генетических болезней и тестирования новых методов лечения.

Изначально сотрудники университета работали с образцами человеческой кожи. Сперва они перепрограммировали их в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, а затем заставили их выделять белок Pax7 – этот белок для клеток является эквивалентом команды о преображении в клетки мышц. Процесс реорганизации клеток занял около трех недель. Затем работу сигнального белка прекратили, а получившиеся клетки поместили в трехмерную структуру, наполненную питательными веществами и факторами роста. В этой структуре клетки росли и делились еще три недели. В результате в растворе сформировались образцы мышечной ткани около двух сантиметров в длину и одного миллиметра в диаметре. Небольшой размер образцов обусловлен тем, как объяснил профессор Бурсак, что в настоящее время биомедицинская инженерия еще не умеет создавать такие длинные кровеносные сосуды, чтобы они могли снабжать кислородом и питательными веществами образцы тканей большего размера.

Выращенные мышцы могут применяться, например, при изучении миодистрофии Дюшенна – мышцы у таких людей уже поражены, и гораздо комфортнее для пациентов будет, если специалисты будут изучать мышцы, выращенные из образцов крови или кожи. Кроме того, формирование мышц под заданные параметры позволит изучать различные их свойства.