З віком м'язи поступово стають менше, слабкіше і гірше відновлюються після травм. У новому дослідженні, проведеному UPMC і університетом Піттсбурга, вчені виявили важливий медіатор молодості в м'язах мишей - відкриття, яке може сприяти розвитку терапії регенерації м'язів для літніх людей.
Дослідження демонструє, що циркулюючі бульбашки, звані позаклітинними везикулами, або EV, доставляють генетичні інструкції для білка довголіття, відомого як Klotho, м'язовим клітинам. Втрата м'язової функції і порушення відновлення м'язів у старих мишей можуть бути викликані старими EV, які несуть менше копій цих інструкцій, ніж у молодих тварин.
Отримані дані є важливим кроком у розумінні того, чому здатність м'язів до регенерації з віком знижується.
«Ми дуже раді цьому дослідженню з кількох причин», - сказала старший автор роботи Фабрісія Амброзіо, директор з реабілітації UPMC International і доцент кафедри фізичної медицини та реабілітації в Pitt. "З одного боку, це допомагає нам зрозуміти основну біологію того, як працює регенерація м'язів і як вона перестає працювати з віком. Потім, застосувавши цю інформацію до наступного кроку, ми можемо подумати про використання позаклітинних везікул як терапевтичного засобу для протидії цим віковим дефектам ".
Нове дослідження ґрунтується на десятиліттях робіт, які показують, що, коли старим мишам дають кров від молодих мишей, багато клітин і тканин відновлюють свої юнацькі риси. Але досі було неясно, які компоненти молодої крові мають цю омолоджувальну дію.
«Ми задавалися питанням, чи можуть позаклітинні везикули сприяти регенерації м'язів, тому що ці кур'єри переміщуються між клітинами через кров та інші рідини організму», - говорить Фабрісія Амброзіо. «Як повідомлення в пляшці, EV доставляють інформацію в клітини-мішені».
Вчені зібрали сироватку, частину крові, яка залишається після видалення клітин крові і факторів згортання, у молодих мишей і вводили її старим мишам з пошкодженими м'язами. Миші, які отримували сироватку від молодих, показали поліпшену регенерацію м'язів і функціональне відновлення порівняно з мишами, які отримували лікування плацебо, але відновлюючі властивості сироватки були втрачені при видаленні EV, що вказує на те, що ці везикули опосередковують позитивні ефекти молодої крові.
Заглибившись у дослідження, вчені виявили, що EV доставляють генетичні інструкції або мРНК, які кодують білок Klotho проти старіння, м'язовим клітинам-попередникам, типу стовбурових клітин, які важливі для регенерації скелетних м'язів. EV, зібрані у старих мишей, несли менше копій інструкцій для Klotho, ніж у молодих мишей, що спонукало м'язові клітини-попередники виробляти менше цього білка.
З віком м'язи погано заживають після пошкоджень, тому що рубцева тканина відкладається замість того, щоб відновлювати початкову структуру м'язів. У більш ранній роботі вчені показали, що білок Klotho є важливим регулятором регенеративної здатності в м'язових клітинах-попередниках і що кількість цього білка знижується з віком.
Нове дослідження вперше показує, що пов'язані з віком зрушення у вантажі EV сприяють виснаженню білка Klotho в старих стовбурових клітинах, припускаючи, що EV можна перетворити на нові методи лікування пошкодженої м'язової тканини.
Крім м'язів, позаклітинні везикули можуть допомогти повернути назад і інші ефекти старіння. Попередня робота продемонструвала, що молода кров може поліпшити когнітивні здібності старих мишей. Дослідники отримали грант на вивчення потенціалу везикул для обігу назад вікового зниження когнітивних здібностей.
Дослідження було опубліковано в Nature Aging.