Η άσκηση δεν προστατεύει μόνο τη σωματική και ψυχική υγεία, αλλά φαίνεται να αποτελεί και έναν από τους σημαντικότερους «συμμάχους» του οργανισμού απέναντι στις επιπτώσεις της γήρανσης. Τώρα, επιστήμονες δημιούργησαν μικροσκοπικά μυϊκά εμφυτεύματα που μπορούν να μιμηθούν ορισμένα από τα βιολογικά οφέλη της άσκησης, προσφέροντας μια πιθανή μελλοντική λύση για ανθρώπους που δεν μπορούν να γυμναστούν λόγω σοβαρών παθήσεων, τραυματισμών ή αναπηριών.

Η νέα τεχνολογία δοκιμάστηκε μέχρι στιγμής σε ποντίκια και βασίζεται σε ζωντανά μυϊκά μοσχεύματα, τα οποία μπορούν να αναπτύξουν τη δική τους παροχή αίματος και να συσπώνται αυθόρμητα χωρίς εξωτερική διέγερση.

Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν στο επιστημονικό περιοδικό Nature Aging.

Οι μύες δεν είναι μόνο για την κίνηση

Οι σκελετικοί μύες δεν λειτουργούν αποκλειστικά ως «κινητήρες» του σώματος. Αποτελούν επίσης ένα είδος ενδοκρινικού οργάνου, καθώς απελευθερώνουν εκατοντάδες χημικούς αγγελιοφόρους που ταξιδεύουν σε ολόκληρο τον οργανισμό και επηρεάζουν τη λειτουργία άλλων οργάνων.

Κατά τη διάρκεια της άσκησης, οι ενεργοί μύες απελευθερώνουν ουσίες που συνδέονται με τη μείωση της φλεγμονής και την προστασία του οργανισμού από διάφορες χρόνιες παθήσεις.

Αυτό ακριβώς το χαρακτηριστικό θέλησαν να αξιοποιήσουν οι ερευνητές.

Πήραν ένα μικρό δείγμα μυϊκού ιστού από τον μηρό ποντικιού, καλλιέργησαν τα μυϊκά βλαστοκύτταρα στο εργαστήριο και τα μετέτρεψαν σε ώριμα μυϊκά κύτταρα, γνωστά ως μυοκύτταρα.

Στη συνέχεια, περίπου 6 εκατομμύρια μυϊκά κύτταρα τοποθετήθηκαν κάτω από το δέρμα στην πλάτη των ποντικιών, μαζί με ένα ειδικό υλικό-ικρίωμα που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία μοσχευμάτων.

Το σημαντικό είναι ότι τα κύτταρα δεν πέθαναν, όπως συμβαίνει συνήθως σε αντίστοιχες προσπάθειες μεταμόσχευσης, αλλά παρέμειναν ζωντανά για τουλάχιστον 81 ημέρες.

Το πρόβλημα της αιμάτωσης

Η αξιοποίηση μυϊκών κυττάρων ως κυτταρική θεραπεία έχει αντιμετωπίσει μέχρι σήμερα ένα σημαντικό εμπόδιο: την επιβίωσή τους μετά τη μεταμόσχευση.

Όταν τα κύτταρα εγχύονται απευθείας κάτω από το δέρμα, συχνά συσσωρεύονται και δεν λαμβάνουν αρκετό οξυγόνο και θρεπτικά συστατικά. Ως αποτέλεσμα, περισσότερο από το 90% μπορεί να πεθάνει μέσα στις πρώτες 48 ώρες.

Οι ερευνητές ξεπέρασαν αυτό το πρόβλημα δημιουργώντας έναν μικρό χώρο κάτω από το δέρμα και τοποθετώντας εκεί τα μυϊκά κύτταρα μαζί με ένα ειδικό υλικό με υφή τζελ

Τα κύτταρα κατάφεραν τελικά να οργανωθούν σε λειτουργικό μυϊκό ιστό, να αναπτύξουν δικά τους αιμοφόρα αγγεία και να παραμείνουν στο σημείο της εμφύτευσης.

Ακόμη πιο εντυπωσιακό ήταν ότι οι μικροσκοπικοί μύες άρχισαν να συσπώνται αυτόματα και συνεχώς, χωρίς να απαιτείται εξωτερική διέγερση.

Τι συνέβη στα ηλικιωμένα και παχύσαρκα ποντίκια

Οι ερευνητές δοκίμασαν τα εμφυτεύματα σε διαφορετικές ομάδες ζώων, μεταξύ των οποίων νεαρά ενήλικα, ηλικιωμένα και παχύσαρκα ποντίκια, αλλά και ποντίκια με ορμονική ανεπάρκεια.

Στα ηλικιωμένα και παχύσαρκα ζώα, τα μυϊκά μοσχεύματα φάνηκε να επιβραδύνουν την απώλεια μυϊκής μάζας που συνδέεται με τη γήρανση.

Τα ποντίκια παρουσίασαν επίσης:

• μεγαλύτερη μυϊκή μάζα στα φυσικά τους πόδια,
• αυξημένη δύναμη λαβής,
• καλύτερη αντοχή στο τρέξιμο,
• μεγαλύτερη οστική πυκνότητα,
• μειωμένη φλεγμονή,
• αυξημένη καύση λίπους,
• χαμηλότερα επίπεδα σακχάρου στο αίμα,
• χαμηλότερη ολική χοληστερόλη.

Οι ερευνητές παρατήρησαν ακόμη λιγότερα εκφυλισμένα κύτταρα στον ιππόκαμπο των ζώων, καθώς και καλύτερες επιδόσεις σε δοκιμασίες χωρικής μάθησης και μνήμης.

Τα εμφυτεύματα μπορούν να λειτουργήσουν και ως «εργοστάσια» ορμονών

Η τεχνολογία δεν περιορίζεται στην αναπαραγωγή ορισμένων επιδράσεων της άσκησης.

Οι ερευνητές κατάφεραν να τροποποιήσουν γενετικά τα μυϊκά μοσχεύματα ώστε να παράγουν συγκεκριμένες ορμόνες.

Σε ποντίκια με τεχνητά προκληθέντα υποπαραθυρεοειδισμό, εμφυτεύματα που παρήγαγαν παραθορμόνη αποκατέστησαν τα φυσιολογικά επίπεδα της ορμόνης και επανέφεραν σε φυσιολογικά επίπεδα το ασβέστιο και το φωσφορικό στο αίμα.

Αντίθετα, όταν τα μοσχεύματα σχεδιάστηκαν ώστε να παράγουν αυξητική ορμόνη, τα ποντίκια παρουσίασαν σημαντικά ταχύτερη αύξηση του σωματικού τους βάρους και μεγαλύτερη ανάπτυξη του σώματός τους.

Τα αποτελέσματα δείχνουν έτσι ότι τα μικροσκοπικά μυϊκά μοσχεύματα θα μπορούσαν δυνητικά να λειτουργήσουν ως ένα ευέλικτο σύστημα μεταφοράς και παραγωγής ορμονών μέσα στον οργανισμό.

Ένα πιθανό νέο εργαλείο κατά των ασθενειών της γήρανσης

Ένα ακόμη σημαντικό εύρημα ήταν ότι τα μοσχεύματα παρέμειναν στο σημείο όπου τοποθετήθηκαν. Δεν εξαπλώθηκαν σε άλλα όργανα και οι ερευνητές δεν εντόπισαν ενδείξεις σχηματισμού όγκων ή καρκίνου στα ζώα.

Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι τα ευρήματα ανοίγουν μια πιθανή νέα κατεύθυνση για την αξιοποίηση της κυτταρικής και γονιδιακής θεραπείας σε παθήσεις που συνδέονται με τη γήρανση.

Η προοπτική είναι ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα καθώς ο παγκόσμιος πληθυσμός γερνά, ενώ ο ολοένα και πιο καθιστικός τρόπος ζωής συνδέεται με την αύξηση χρόνιων παθήσεων, όπως ο διαβήτης τύπου 2, οι καρδιαγγειακές παθήσεις, η οστεοπόρωση και η σοβαρή απώλεια μυϊκής μάζας.

Ωστόσο, πρόκειται για πειραματική τεχνολογία που έχει δοκιμαστεί σε ζώα. Απαιτούνται περαιτέρω μελέτες προτού εξεταστεί εάν τα συγκεκριμένα εμφυτεύματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν με ασφάλεια και αποτελεσματικότητα στον άνθρωπο.

Πηγή: Medical Xpress