Вчені з’ясували, що певні макрофаги утворюють нейроноподібні зв’язки з м’язовими волокнами та доставляють їм кальцій, запускаючи відновлення всього за кілька секунд. Таке швидке сигнальне передавання прискорювало загоєння як у моделях травм, так і захворювань.
Відкриття може відкрити шлях до нових регенеративних терапій. Проте дослідникам ще належить зрозуміти, чому такий механізм прискореного відновлення не зменшує больові відчуття.
Клітинна складність м’язового відновлення
На мікроскопічному рівні процес відновлення м’язів стає дедалі складнішим. Загоєння також залежить від типу пошкодження, адже організм реагує зовсім по-різному на гострий м’язовий розрив під час спортивної травми та на поступову втрату м’язів при хворобах на кшталт м’язової дистрофії.
Команда дослідників із Cincinnati Children’s виявила спільний й несподіваний механізм, який може покращити відновлення за різних видів м’язових ушкоджень.
Несподіване відкриття, схоже на роботу синапсів
Разючі результати опубліковано сьогодні (21 листопада 2025 року) в журналі Current Biology. Дослідження провели перший автор Г’янеш Тріпатхі, PhD, та керівник роботи Майкл Янковскі, PhD, який очолює дослідницький підрозділ у відділенні анестезіології Cincinnati Children’s та є заступником директора з базових наукових досліджень у Педіатричному центрі вивчення болю.
Цей новий процес зосереджений на певному типі імунних клітин — макрофагах. Зазвичай їх знають як клітини, що знищують бактерії, мертві клітини та різноманітні відходи, виконуючи роль маленьких «прибиральників».
Виявлено нейроноподібний механізм відновлення
«Найбільшим сюрпризом було те, що макрофаг має властивість, подібну до синапса: він доставляє йон до м’язового волокна, щоб пришвидшити його відновлення після пошкодження», — каже Янковскі. — «Це буквально працює як нейрон — надзвичайно швидко й синапсоподібним способом регулює процес відновлення».
Науковці давно знали, що макрофаги беруть участь у відповіді організму на м’язову травму. Вони виділяють такі молекули, як цитокіни й хемокіни, які стимулюють запалення, впливають на біль і підтримують ріст та регенерацію м’язових волокон.
Пошук знеболення привів до відкриття механізму відновлення
Команда Янковскі спочатку прагнула з’ясувати, як зменшити біль під час відновлення після операцій. Вони шукали нові підходи, які могли б стати безпечнішою альтернативою існуючим знеболювальним.
Хоча шлях знеболення знайти не вдалося, дослідники натрапили на швидкодіючий механізм відновлення, що може допомогти у створенні нових методів лікування м’язової атрофії й травм. Результати також свідчать, що макрофаги потенційно можуть стати «транспортними засобами» для майбутніх клітинних терапій.
Що саме роблять ці інфільтруючі макрофаги
«Це інфільтруючі макрофаги, дуже специфічний тип. Це не ті, що вже перебувають у тканинах. Вони приходять лише після того, як сталося пошкодження», — пояснює Янковскі.
У серії експериментів на мишах з різними видами травм дослідники простежили, як макрофаги взаємодіють з міофібрами — м’язовими волокнами. Ба більше, їм вдалося зафіксувати ключові моменти цієї взаємодії в реальному часі.
Швидка доставка кальцію та миттєва активація м’язів
Використовуючи короткі імпульси спеціально створеної хімічної речовини, команда побачила, як макрофаги формують синапсоподібні контакти з міофібрами. Потім клітини імунної системи безпосередньо доставляли кальцій у м’язові волокна, що пришвидшувало загоєння. Уже через 10–30 секунд у м’язах фіксували електричну активність.
«Це відбувається дуже швидко. Достатньо активувати макрофаг — і м’яз майже миттєво починає ледь помітно скорочуватися», — каже Янковскі.
Механізм працює і при захворюваннях
Макрофаги також запускали подібну регенерацію у мишей з хворобоподібним ураженням м’язів. Після виявлення ушкодження імунні клітини масово прибували в зону та викликали хвилі активності міофібр. Через 10 днів кількість нових м’язових волокон у піддослідних мишей була більшою, ніж у контрольної групи.
«Подібна синапсоподібна реакція спрацьовує в обох випадках», — зазначає він.
Наступні кроки на шляху до застосування в людей
Потрібні додаткові дослідження, щоб визначити, чи поводяться людські макрофаги так само після травм м’язів і чи можна керувати цим процесом у терапевтичних цілях. Команда також хоче з’ясувати, чому попри прискорене загоєння такі макрофаги не зменшували гострі больові відчуття. Краще розуміння цього може пояснити, чому близько 20% дітей після хірургічних операцій відчувають тривалий біль.
Майбутні можливості клітинної доставки
Надалі дослідники планують вивчити, які ще речовини макрофаги можуть доставляти до м’язових клітин.