Mi Jin Kim, Yong Min Kim, Z-Hun Kim, Si-Hyun Heo, Sun-Mi Kim, Jung-Wook Hwang, Woo-Jin Chang, Min Jung Baek und Yong-Soo Choi
Ziel: Die schützende Wirkung menschlicher mesenchymaler Stammzellen (MSCs), die aus verschiedenen Quellen (Knochenmark, Fettgewebe und Nabelschnur) isoliert wurden, auf die Regeneration der Skelettmuskulatur wurde anhand eines Nagetiermodells mit durch Hinterbeinaufhängung (HS) induzierter Muskelatrophie untersucht.
Methoden: Weibliche SD-Ratten wurden zufällig drei Gruppen zugeteilt: Kontrolle, Hinterbeinaufhängung (HS) und Hinterbeinaufhängung und erneut belastet (HR). Nach Induktion von Muskelatrophie über zwei Wochen wurden MSCs (1 x 106 Zellen) in den Soleus-Muskel der HS- und HR-Gruppen injiziert. Zwei Wochen später wurden die Veränderungen von Muskelmasse, Querschnittsfläche (CSA), muskelspezifischer Genexpression, Laktatansammlung und mit dem Muskelatrophie-Signalweg in Zusammenhang stehenden Proteinen verglichen.
Ergebnisse: In den mit MSCs injizierten Gruppen kam es zu einer Zunahme der Soleus-Muskelmasse, der CSA und der Expression von Skelettmuskel-Aktin und Desmin sowie zu einer Abnahme der Laktatansammlung. Alle MSCs spielen eine wirksame Rolle bei der Verbesserung des Muskelzustands nach Muskelschwund. Insbesondere HR-Gruppen, die nach der MSC-Injektion normale Aktivität aufwiesen, zeigten eine synergetische Wirkung auf die Erholung atrophischer Muskeln. Darüber hinaus aktivierte die Behandlung mit den MSCs den PI3K/AKT-Signalweg, der als Hauptsignalgeber für Muskelschwund bekannt ist, und reduzierte infolgedessen die Expression des muskelspezifischen RING-Finger-Proteins-1 (MuRF-1) und der Atrophie-F-Box (MAFbx/Atrogin-1).
Schlussfolgerungen: Die Ergebnisse können als grundlegende Daten für die Entwicklung neuer medizinischer Strategien zur schnellen Rehabilitation und Regeneration atrophischer Muskeln dienen.