Группой исследователей обнаружено, что специфические иммунные клетки способны соединяться с мышечными волокнами молниеносным, нейроноподобным образом, способствуя их заживлению. Эти клетки быстро доставляют дозы кальция, запуская восстановление за секунды. Механизм работает в моделях как с травмами, так и с заболеваниями. Это открытие может вдохновить на создание новых лекарств для восстановления мышц.
В клеточном масштабе механизм самовосстановления мышечной ткани становится удивительно сложным. Организм не отвечает таким же образом на все формы повреждений. Неожиданный разрыв мышцы при спортивных травмах сильно отличается от медленного спада мышечной силы, наблюдаемого при таких состояниях, как мышечная дистрофия.
Группа исследователей из Детской больницы Цинциннати открыла общий и неожиданный восстановительный процесс, который, вероятно, помогает организму восстанавливаться от нескольких видов повреждения мышц. Результаты исследования были опубликованы онлайн 21 ноября в журнале Current Biology. Руководили проектом первый автор Гиянеш Трипати и ответственный автор Майкл Янковски.
В только что обнаруженном механизме задействованы макрофаги — вид иммунных клеток. Эти клетки обычно известны благодаря своей роли бригад уборщиков, удаляющих бактерии, мёртвые клетки и другой нежелательный материал.
Похожий на нейронный сигнал к восстановлению
«Самым большим сюрпризом в этой находке было то, что макрофаг обладает похожим на синаптическое свойством, которое доставляет в мышечное волокно ион, способствующий его восстановлению после травмы, — говорит Янковски. — Этот механизм буквально повторяет работу нейрона, и он работает крайне быстро, подобно синапсу, управляя восстановлением».
Учёным давно известно, что макрофаги реагируют на мышечные травмы, высвобождая цитокины и хемокины, которые запускают воспалительный процесс, влияют на болевые ощущения и помогают в росте и восстановлении мышечных волокон.
Попытки снять боль привели к другому прорыву
Изначально исследователи намеревались открыть способы облегчить боль в ходе восстановления после хирургической операции. Они искали зацепку, которая в итоге помогла бы снизить необходимость использования обезболивающих средств, обладающих существенными побочными эффектами.
Хотя они и не обнаружили нового метода снятия боли, они установили процесс, способствующий ускоренному восстановлению мышц. Это открытие может помочь в разработке будущих лекарств против атрофии мышц и острых травм. Эти находки также предполагают, что макрофаги могут однажды быть использованы в качестве специализированных «средств доставки» клеточных лекарств, нацеленных на широкий диапазон состояний больных.
«Это инфильтрирующие макрофаги, очень особенный тип. Они не из числа тех, что живут в ткани. Они появляются, когда случаются травмы», — говорит Янковски.
Подтверждение быстрой активации мышц в реальном времени
В экспериментах с использованием мышиных моделей двух разных типов травм исследователи изучили, каким образом макрофаги взаимодействуют с мышечными волокнами, образующими мышечную ткань. Им даже удалось зафиксировать ключевые моменты этой активности в то время, когда они происходили.
Используя кратковременные мощные впрыски специально разработанного химического соединения для активации макрофагов, учёные наблюдали за тем, как эти иммунные клетки формировали похожие на синаптические контакты с мышечными волокнами. Затем макрофаги высвобождали ионы кальция непосредственно в мышечные волокна, ускоряя раннюю стадию заживления. В пределах 10-30 секунд исследователи измеряли всплески электрической активности внутри повреждённой мышцы.
«Это происходит очень быстро. Вы можете активировать макрофаг и вызвать лёгкое сокращение мышцы почти сразу», — говорит Янковски.
Эффекты заживления наблюдаются как в модели травмы, так и заболевания
Тот же тип вызываемого макрофагами сигнального пути также помог мышам с повреждениями мышц, похожим на те, что случаются при болезнях. Осознав, что произошла травма, клетки иммунитета собирались на месте происшествия и вызывали волны активности в мышечных волокнах. Спустя 10 дней у мышей, получавших это лекарство, мышечных волокон было значительно больше, чем у мышей из контрольной группы.
«В обоих сценариях работал синапсоподобный ответ», — говорит Янковски.
Следующие стадии исследования
Для того, чтобы определить, работают ли таким же образом человеческие макрофаги при травмах мышц, необходимо продолжать работу. Если это произойдёт, исследователям всё-таки потребуется понять, каким образом руководить процессом или контролировать его так, чтобы его можно было безопасно использовать в терапевтических целях.
Учёные также заинтересованы в неожиданных результатах: хотя инфильтрирующие макрофаги ускорили заживление, они, судя по всему, не притупляли острую боль. Поняв, почему это происходит, можно будет объяснить, почему около 20% детей, испытавших хирургическое вмешательство, продолжают впоследствии испытывать устойчивую боль.
Заглядывая вперёд, исследователи хотят изучить, могут ли макрофаги передавать мышечным клеткам другие полезные сигналы или материалы.
Перевод — Андрей Прокипчук, «XX2 ВЕК». Источники.
Материалы предоставлены Медцентром детской больницы Цинциннати.
Materials provided by Cincinnati Children's Hospital Medical Center.
Определённые иммунные клетки могут посылать быстрые, нейроноподобные сигналы в мышечную ткань, запуская её быстрое восстановление.
Дата: 24 ноября 2025 г.
Источник:
Кратко: