С возрастом наши мышцы постепенно становятся меньше, слабее и хуже восстанавливаются после травм. В новом исследовании, проведенном UPMC и университетом Питтсбурга, исследователи выявили важный медиатор молодости в мышцах мышей, открытие, которое может способствовать развитию терапии регенерации мышц для пожилых людей.
Исследование, опубликованное сегодня в журнале Nature Aging , демонстрирует, что циркулирующие шаттлы, называемые внеклеточными везикулами , или ЭВ, доставляют генетические инструкции для белка долголетия, известного как Клото, мышечным клеткам. Потеря мышечной функции и нарушение восстановления мышц у старых мышей могут быть вызваны старыми электромобилями, которые несут меньше копий этих инструкций, чем у молодых животных, пишет medicalxpress.com.
Полученные данные являются важным шагом в понимании того, почему способность мышц к регенерации с возрастом снижается.
«Мы действительно рады этому исследованию по нескольким причинам», - сказала старший автор Фабрисия Амброзио, доктор философии, директор по реабилитации UPMC International и доцент кафедры физической медицины и реабилитации в Pitt. «С одной стороны, это помогает нам понять основную биологию того, как работает регенерация мышц и как она перестает работать с возрастом. Затем, перенеся эту информацию на следующий шаг, мы можем подумать об использовании внеклеточных везикул в качестве терапевтических средств для противодействия этому возрасту. -связанные дефекты ".
Новое исследование основано на десятилетиях исследований, показывающих, что, когда старым мышам дают кровь от молодых мышей, многие клетки и ткани восстанавливают свои юношеские черты. Но до сих пор было неясно, какие компоненты молодой крови обладают этим омолаживающим действием.
«Мы задавались вопросом, могут ли внеклеточные везикулы способствовать регенерации мышц, потому что эти курьеры перемещаются между клетками через кровь и другие жидкости организма», - сказала ведущий автор Амрита Саху, доктор философии, научный сотрудник отделения физической медицины и реабилитации Питта. «Как сообщение в бутылке, электромобили доставляют информацию в клетки-мишени».
Амбросио и ее команда собрали сыворотку, часть крови, которая остается после удаления клеток крови и факторов свертывания крови, у молодых мышей и вводили ее пожилым мышам с поврежденными мышцами. Мыши, которым вводили молодую сыворотку, показали улучшенную регенерацию мышц и функциональное восстановление по сравнению с мышами, получавшими лечение плацебо, но восстанавливающие свойства сыворотки были потеряны при удалении ЭВ, что указывает на то, что эти везикулы опосредуют положительные эффекты молодой крови.
Углубившись в исследование, исследователи обнаружили, что электромобили доставляют генетические инструкции или мРНК, кодирующие белок Klotho против старения, мышечным клеткам-предшественникам , типу стволовых клеток, которые важны для регенерации скелетных мышц. EV, собранные у старых мышей, несли меньше копий инструкций для Klotho, чем у молодых мышей, что побуждает мышечные клетки-предшественники производить меньше этого белка.
С возрастом мышцы не заживают после повреждений, потому что рубцовая ткань откладывается вместо восстановления первоначальной структуры мышц. В более ранней работе Амбросио и ее команда показали, что клото является важным регулятором регенеративной способности в мышечных клетках-предшественниках и что этот белок снижается с возрастом.
Новое исследование впервые показывает, что связанные с возрастом сдвиги в грузе ЭМ способствуют истощению Клото в старых стволовых клетках, предполагая, что ЭМ можно превратить в новые методы лечения поврежденной мышечной ткани.
«Электромобили могут быть полезны для повышения регенеративной способности мышц у пожилых людей и улучшения функционального восстановления после травмы», - сказал Амброзио, который также является членом Института регенеративной медицины Питта Макгоуэна. «Одна из идей, которая нас очень вдохновляет, - это разработка электромобилей с конкретными грузами, чтобы мы могли определять реакцию клеток- мишеней ».
Помимо мышц, электромобили могут помочь обратить вспять и другие эффекты старения. Предыдущая работа продемонстрировала, что молодая кровь может улучшить когнитивные способности старых мышей. Амбросио и соавтор Радосвета Колдамова, доктор медицинских наук, профессор кафедры гигиены окружающей среды и гигиены труда в Высшей школе общественного здравоохранения Питта, получили грант на исследование потенциала электромобилей для обращения вспять возрастного снижения познавательных способностей.
Другими исследователями в исследовании были Захари Дж. Клеменс, Сунита Н. Шинде, Срути Сивакумар, Абиш Пиус, Беннетт Ван Хаутен, доктор философии, Мита Ловалекар, доктор философии, Николас Ф. Фитц, доктор философии, Илия Лефтеров, доктор медицины, и Аарон Барчовски, доктор философии, все из Питта; Анкит Бхатия из Университета Карнеги-Меллон; и Сильвия Пиччолини, доктор философии, Кристиано Карломаньо, доктор философии, Алиса Гуалерци, доктор философии, и Марция Бедони, доктор философии, все из Фонда IRCCS Дона Карло Ньокки.
