Forte, muscolo autoguarizzante cresciuto in laboratorio
Sommario:
- Costruire un muscolo migliore
- Tasche di cellule staminali Aid Muscle Repair
- Muscoli sviluppati dal laboratorio ancora in fase di sviluppo
Gli scienziati hanno sviluppato il muscolo scheletrico nel laboratorio che sembra e agisce come la cosa reale. Oltre a contrarsi forte e rapidamente, questo nuovo muscolo bioingegnerizzato ha la capacità di ripararsi dai danni.
"Il muscolo che abbiamo creato rappresenta un importante progresso per il campo", ha affermato Nenad Bursac, professore associato di ingegneria biomedica presso la Duke University, in un comunicato stampa. "È la prima volta che viene creato un muscolo ingegnerizzato che si contrae come fortemente come muscolo scheletrico neonatale nativo. "
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Costruire un muscolo migliore
Costruire un muscolo che idealmente potrebbe essere usato nelle applicazioni del mondo reale e come strumento per capire malattie muscolari, i ricercatori hanno sviluppato cellule muscolari in laboratorio che assomigliano a quelle che alimentano i movimenti che facciamo durante la corsa, la camminata e semplicemente in piedi.
L'interno del muscolo bioingegnerizzato conteneva fibre muscolari densamente compattate e parallele, simili a ciò che si vedrebbe all'interno del muscolo reale. Quando i ricercatori hanno stimolato questi muscoli artificiali in laboratorio, hanno funzionato così come le loro controparti naturali, contraendo 10 volte più forte dei precedenti muscoli bioingegnerizzati.
PubblicitàI ricercatori hanno quindi impiantato i muscoli cresciuti in laboratorio in una camera speciale sul dorso di topi vivi. Gli scienziati hanno coperto l'area con vetro trasparente che ha permesso loro di monitorare i muscoli mentre maturavano e si integravano nel corpo dell'animale. I muscoli trapiantati possono sopravvivere solo se il corpo può fornirgli sangue ricco di ossigeno attraverso i vasi sanguigni.
"Abbiamo potuto vedere e misurare in tempo reale come i vasi sanguigni sono cresciuti nelle fibre muscolari impiantate, maturando verso l'uguaglianza della forza della controparte nativa", ha detto il dottor Mark Juhas, co-autore del studia.
Pubblicità PubblicitàLa finestra di vetro ha anche permesso ai ricercatori di misurare visivamente la forza del muscolo bioingegnerizzato. I ricercatori hanno alterato geneticamente le cellule muscolari per emettere lampi fluorescenti di luce durante i picchi nel livello di calcio delle cellule, che si verificano appena prima che i muscoli si contraggano. Quando i muscoli si fecero più forti, aumentarono anche i lampi di luce.
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Tasche di cellule staminali Aid Muscle Repair
Inoltre, i ricercatori hanno sviluppato un metodo che consentiva alle cellule staminali muscolari di riparare il nuovo muscolo se danneggiato. Il trucco era creare una tasca o una nicchia per far sì che queste cellule staminali satelliti occupassero in preparazione di una lesione al muscolo.
"Semplicemente impiantare cellule satelliti o muscoli meno sviluppati non funziona altrettanto bene", ha affermato Juhas."Il muscolo ben sviluppato che abbiamo creato fornisce nicchie per le cellule satellite in cui vivere, e, quando necessario, per ripristinare la muscolatura robusta e la sua funzione."
Questa tecnica ha funzionato, almeno in laboratorio. Quando i ricercatori hanno danneggiato le cellule muscolari bioingegnerate con una tossina prelevata dal veleno di serpente, le cellule satelliti sono venute in soccorso, moltiplicandosi per guarire le fibre muscolari.
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Muscoli sviluppati dal laboratorio ancora in fase di sviluppo
La squadra di Bursac non è la prima a coltivare i muscoli scheletrici in laboratorio. Un gruppo dell'Università di Pittsburgh ha lavorato su un metodo per la ricrescita di muscoli e tendini nei corpi di persone con gravi lesioni.
Tuttavia, lo studio Duke si è concentrato sull'uso delle tasche delle cellule staminali per aiutare i muscoli impiantati a ripararsi da soli. Ciò potrebbe consentire ai muscoli di funzionare normalmente all'interno del corpo, dove è comune il danno minore da esercizio e lesioni.
PubblicitàNello studio del Duca, pubblicato online ieri in Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze, i ricercatori hanno lavorato con una quantità molto piccola di tessuto muscolare bioingegnerizzato, troppo poco per essere usato adesso per la terapia umana. Intendono continuare la loro ricerca e vedere quanto bene il muscolo cresciuto in laboratorio si integra con il corpo una volta trapiantato.
"Può [aumentare le vene e i nervi] e riparare la funzione del muscolo danneggiato?" ha detto Bursac. "Questo è quello su cui lavoreremo per i prossimi anni."
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