Massage lässt Muskeln in Mausstudie schneller heilen

/dpa

Cambridge – Mit einem Massageroboter konnten verletzte Muskeln von Mäusen schneller regenerien als ohne Massage. Eine Ursache dafür könnte der nachgewiesene Zusammenhang zwischen mechanischer Stimulation und der Immunfunktion sein. Zu diesem Ergebnis kommen Forschende des Harvard Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering und der John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS). Die Studie wurde in Science Translational Medicine veröffentlicht (2021; DOI: 10.1126/scitranslmed.abe8868).

Verletzte Mäusemuskeln, die 3 Tage mit Mechanotherapie behandelt wurden (oben), wiesen weniger Neutrophile (rosa) auf als unbehandelte Muskeln (unten) /Wyss-Institut an der Harvard-Universität

Das Team um Erstautorin Bo Ri Seo, Postdoktorandin an der Harvard University, Cambridge, entwickelte zusammen mit Exper­ten für Soft-Robotik im Harvard Biodesign Lab ein Massage-Robotersystem.

Mithilfe von Ultraschall konnten die Forschenden den ausgeübten Druck bei Mausbeinen variieren und beobach­teten, dass die Mus­keln eine Dehnung von 10 bis 40 % erfuhren. In Experimenten übte der Roboter 2 Mal täglich über 14 Tage gleichmäßig Druck auf die Beinmuskeln von schwer verletzten Mäusen aus. Die Kontrollgruppe erhielt keine Massage.

Sowohl behandelte als auch unbehandelte Muskeln wiesen nach wenigen Tagen eine verringerte Anzahl geschädigter Muskelfa­sern auf. Jedoch war die Verringerung bei den behandelten Mus­keln ausgeprägter und die Querschnittsfläche der Fasern, die ein Indikator für Muskelwachstum und Kontraktionskraft ist, war größer. Die Muskeln wurden umso stärker, je größer der Massage­druck war. Die Studienautoren schließen daraus, dass die Massage zu einer schnelleren Reparatur geführt hatte.

Eine Heilung setzte auch bei den Mäusen ohne Massagebehand­lung ein. Nach 3 Wochen erreichten sie eine vergleichbare funk­tio­nelle Muskelkraft wie Mäuse mit Therapie. „Allerdings war die Anzahl der geschädigten Muskelfasern und das Ausmaß der Fibrose in der Kontrollgruppe auch nach 3 Wochen nicht so gut wie die histologische Qualität der Mäuse mit Mechanotherapie“, erklärte Seo auf Nachfrage des Deutschen Ärzteblatts. Dies deute darauf hin, dass es mindestens 3 bis 4 Wochen dauerte, bis die unbehandelten Mäuse vollständig geheilt waren.

In ihrem In-vivo-Modell analysierten die Autoren zudem die Arten von Muskelfasern 14 Tage nach der Verletzung. Fasern des Typs IIX waren sowohl im gesunden als auch im behandelten Muskel vorherr­schend. Der unbehandelte verletzte Muskel enthielt jedoch eine geringere Anzahl dieses Fasertyps und gleichzietig mehr Fasern des Typs IIA. Diese Umverteilung erklärte die vergrößerten Fasern und die größere Kraft der behandelten Muskeln. Denn IIX-Fasern erzeugen mehr Kraft als IIA-Fasern.

Zusammenhang zwischen mechanischer Stimulation und Immunfunktion /Wyss Institute an der Harvard University

Auch den Mechanismus konnten die Forschenden ein Stück weit aufklären. Im Tierversuch stellte sich heraus, dass die mecha­nische Belastung Neutrophile aus schwer verletztem Muskelge­webe nach 3 Tagen entfernte. Dadurch wurden auch die von den Neutrophilen freigesetzten entzündlichen Zytokine aus den Muskeln entfernt, was die Muskelfaserregeneration unterstützte (siehe Abbildung).

Dieser Zusammenhang zwischen mechanischer Stimulation und Immunfunktion sei eine vielversprechender Mechanismus, der auch für die Regeneration von anderen Geweben, einschließlich Knochen, Sehnen, Haaren und Haut hilfreich sein könnte, sagte dei Erstautorin.

Seo und ihre Mitautoren begannen vor einigen Jahren, die Auswirkungen der Mechanotherapie auf verletztes Gewebe bei Mäusen zu untersuchen. Schon damals stellten sie fest, dass sich die Muskelregenerationsrate unter mechanischer Stimulation verdoppelte und die Vernarbung des Gewebes im Laufe von 2 Wochen verringerte.

Das Team plant, den mechanotherpeutischen Ansatz an größeren Tieren und schließlich beim Menschen zu validieren. Dabei sollen auch verschiedene Arten von Verletzungen, altersbedingter Muskelschwund und die Möglichkeit, die Muskelleistung zu steigern, getestet werden. © gie/aerzteblatt.de