Les chercheurs développent la modification moléculaire qui fournit les cellules souche curatives aux muscles agés blessés

Un accident de voiture laisse un patient agé avec les lésions musculaires sévères qui ne guériront pas. La demande de règlement avec des cellules souche de muscle d'un donneur pourrait remettre le tissu endommagé, mais les médecins ne peuvent pas les fournir effectivement. Une méthode neuve peut aider à changer ceci.

Les chercheurs à l'Institut de Technologie de la Géorgie ont conçu une modification moléculaire, un hydrogel, pour fournir les cellules satellites appelées de muscle de cellules souche de muscle (MuSCs) directement au tissu musculaire blessé dans les patients dont les muscles ne régénèrent pas bien. Dans des expériences de laboratoire sur des souris, l'hydrogel MuSCs avec succès livré au tissu musculaire blessé et âgé et amplifié le processus de guérison tout en protégeant les cellules souche contre des réactions immunitaires brutales.

La méthode était également couronnée de succès chez les souris avec un déficit de tissu musculaire qui a émulé la dystrophie musculaire de Duchene, et si les progrès de la recherche, le traitement neuf d'hydrogel pourraient sauvegarde jour la vie des gens souffrant de la maladie.

Zone de guerre d'inflammation

Simplement l'injection des cellules satellites complémentaires de muscle dans le tissu endommagé et enflammé a inefficace prouvé, en partie parce que les cellules souche rencontrent un système immunitaire sur le sentier de la guerre.

« N'importe quelle lésion musculaire va attirer des cellules immunitaires. Type, ceci aiderait le muscle des cellules souche pour réparer les dégâts. Mais dans des muscles âgés ou dystrophiques, les cellules immunitaires aboutissent au desserrage beaucoup de produits chimiques toxiques comme des cytokines et les radicaux libres qui détruisent les cellules souche neuves, » a dit jeune Jang, un professeur adjoint à l'école du tech de la Géorgie des sciences biologiques et un des investigateurs principaux de l'étude.

Seulement entre 1 et 20 pour cent de MuSCs injecté effectuez lui au tissu endommagé, et ceux qui font, obtenir là affaibli. En outre, quelques lésions tissulaires rendent n'importe quelle injection irréalisable, ainsi le besoin de stratégies neuves de la distribution.

« Notre hydrogel neuf protège les cellules souche, qui se multiplient et prospèrent à l'intérieur de la modification. Le gel est appliqué au muscle blessé, et à l'engraft de cellules sur les tissus et les aide à guérir, » a dit Woojin Han, un chercheur post-doctoral à l'école du tech de la Géorgie de l'industrie mécanique et le papier écrivent d'abord.

Han, Jang et Andres Garcia, l'autre investigateur principal de l'étude, publié leurs résultats le 15 août 2018, en la Science de tourillon avance. L'institut national de l'arthrite et le musculosquelettique et des maladies de la peau des instituts de la santé nationaux ont financé la recherche.

Hydrogel : réseaux aqueux

Les hydrogels commencent souvent en tant que solutions à base d'eau des composantes moléculaires qui ressemblent à des croix, et d'autres composantes qui effectuent les extrémités des croix fixer entre eux. Quand les composantes viennent ensemble, elles protègent par fusible dans les réseaux moléculaires suspendus dans l'eau, ayant pour résultat un matériau avec la régularité d'un gel.

Si les cellules souche ou un médicament sont mélangé dans la solution, quand le réseau, ou la modification, formes, il attrape la demande de règlement pour la distribution et protège la charge utile contre la mort ou la dispersion dans le fuselage. Chercheurs peut facilement et sûrement synthétiser les hydrogels et également le coutume-technicien ils en tordant leurs composantes, comme les chercheurs de tech de la Géorgie ont fait dans cet hydrogel.

« Il enferme matériel les cellules satellites de muscle dans un réseau, mais les cellules saisissent également sur les loquets chimiques que nous avons conçus dans le réseau, » Han a dit.

Les loquets ajoutés de cet hydrogel, qui collent avec des protéines dépassant des membranes de cellules souche, augmentent non seulement l'adhérence des cellules au réseau mais les gênent également du suicide de engagement. Les cellules souche tendent à se détruire quand elles sont isolées et en mouvement libre.

Les composantes chimiques et les cellules sont mélangées en solution ont alors appliqué au muscle blessé, où le mélange règle à une correction de modification-gel qui colle les cellules souche en place. Le gel est biocompatible et biodégradable.

« Les cellules souche continuent à se multiplier et prospérant dans le gel après qu'il soit appliqué, » Jang a dit. « Alors l'hydrogel dégrade et les lames derrière les cellules engrafted sur le tissu musculaire les cellules souche naturelles de voie habituellement seraient. »

Perte de cellule souche

Dans de plus jeunes, plus sains patients, cellules satellites de muscle font partie du mécanisme curatif naturel.

Les « cellules satellites de muscle sont les cellules souche résidentes dans des vos muscles squelettiques. Ils vivent sur des boucles de muscle comme des points, et ils sont des acteurs clé en effectuant le tissu musculaire neuf, » Han a dit.

« Pendant que nous vieillissons, nous détruisons la masse musculaire, et le nombre de cellules satellites diminue également. Celui qui sont laissés obtient plus faible. C'est un double whammy, » Jang a dit. « Très à un âge avancé, un patient s'arrête régénérer le muscle totalement. »

« Avec ce système que nous avons conçu, nous pensons que nous pouvons présenter les cellules de distributeur pour améliorer le mécanisme de réglage dans les patients plus âgés blessés, » Han a dit. « Nous voulons également obtenir ceci pour fonctionner dans les patients présentant la dystrophie musculaire de Duchene. »

La « dystrophie musculaire de Duchene est étonnant fréquente, » Jang a dit. « Environ 1 dans 3.500 garçons l'obtiennent. Ils obtiennent éventuellement les défectuosités respiratoires qui mènent à la mort, ainsi nous espérons pouvoir employer ceci pour reconstruire leurs muscles de membrane. »

Si la méthode va aux tests cliniques, les chercheurs devront vraisemblablement travailler autour du potentiel pour le refus de distributeur de cellules dans les patients humains.