Stark, självhelande muskelväxt i laboratoriet
Innehållsförteckning:
- Skapa ett bättre muskel
- Dessutom utvecklade forskarna en metod som skulle göra det möjligt för muskelstamceller att reparera den nya muskeln om den blev skadad. Tricket var att skapa en ficka eller nisch - för att dessa satellits stamceller skulle uppta sig för att förbereda sig för muskelskada.
- Bursacs team är inte den första som odlar skelettmuskler i labbet. En grupp vid University of Pittsburgh har arbetat med en metod för återväxt av muskler och senor i kropparna hos personer med allvarliga skador.
Forskare har odlat skelettmuskler i labbet som ser ut och verkar som den riktiga saken. Förutom att kontrakta kraftigt och snabbt har denna nyblodiga muskel förmågan att reparera sig från skador.
"Den muskel som vi har gjort är ett viktigt framsteg på fältet", säger Nenad Bursac, docent i biomedicinsk teknik vid Duke University, i ett pressmeddelande. "Det är första gången den färdiga muskeln har skapats som kontrakt som starkt som en naturlig neonatal skelettmuskel. "
advertisementAdvertisementLär dig om orsakerna och symtomen på muskelstammar
Skapa ett bättre muskel
Att bygga en muskel som helst kan användas i verkliga applikationer och som ett verktyg för förståelse muskelsjukdomar, forskare växte muskelceller i labbet som liknade dem som driver de rörelser vi gör när du kör, går och bara stiger upp.
Inne i den bioengineerade muskeln innehöll tätt packade och parallella muskelfibrer, som liknar vad du skulle se inom äkta muskler. När forskarna stimulerade dessa konstgjorda muskler i labbet fungerade de lika bra som deras naturliga motsvarigheter, kontrakterade 10 gånger starkare än tidigare biotekniska muskler.
AnnonsForskarna implanterade sedan de laboratorieväxta musklerna i en speciell kammare på levande mössers rygg. Forskarna täckte området med klart glas som gjorde det möjligt för dem att övervaka musklerna när de mognade och integrerades i djurets kropp. Transplanterad muskel kan överleva endast om kroppen kan ge den syrerikt blod genom blodkärlen.
"Vi kunde se och mäta i realtid hur blodkärlen växte in i de implanterade muskelfibrerna, modiga mot att jämföra styrkan hos sin modersmål", säger doktorand Mark Juhas, medförfattare till studie.
AnnonsAdvertisementGlasfönstret tillåter också forskarna att mäta styrkan hos den bioengineerade muskeln visuellt. Forskare hade genetiskt förändrat muskelcellerna för att avge fluorescerande ljusflampar under spikar i cellernas kalciumnivå, som inträffar strax innan musklerna träffas. När musklerna växte starkare gjorde det också ljuset.
Vad kan orsaka muskelatrofi? Lösningar av stamcellerhjälp Muskelreparation
Dessutom utvecklade forskarna en metod som skulle göra det möjligt för muskelstamceller att reparera den nya muskeln om den blev skadad. Tricket var att skapa en ficka eller nisch - för att dessa satellits stamceller skulle uppta sig för att förbereda sig för muskelskada.
"Importera bara satellitceller eller mindre utvecklad muskel fungerar inte lika bra", sa Juhas."Den välutvecklade muskeln vi gjorde skapade nischer för satellitceller att leva i och vid behov, för att återställa den robusta muskulaturen och dess funktion."
Denna teknik fungerade - åtminstone i labbet. När forskare skadade de bioengineerade muskelcellerna med ett toxin som tagits från ormförgiftning, kom satellcellerna till räddning och multiplicerade för att läka muskelfibrerna.
AnnonsAdvertisement
Ta reda på mer om stamcellsforskning »Lab-grown Muscles fortfarande i tidig utveckling
Bursacs team är inte den första som odlar skelettmuskler i labbet. En grupp vid University of Pittsburgh har arbetat med en metod för återväxt av muskler och senor i kropparna hos personer med allvarliga skador.
Duke-studien fokuserade dock på användningen av stamcellsfickor för att hjälpa implanterade muskler att reparera sig själva. Detta kan göra att musklerna fungerar normalt i kroppen, där mindre skador från motion och skada är vanliga.
Annonsering
I hertigstudien, publicerad online igår iNational Academy of Sciences, arbetade forskarna med en mycket liten mängd bioenginerad muskelvävnad, alldeles för lite för att vara till nytta just nu för human terapi. De har för avsikt att fortsätta sin forskning och se hur väl den lab-odlade muskeln integreras med kroppen när den transplanteras. "Kan det växa vener och nerver] och reparera den skadade muskelens funktion?" sade Bursac. "Det är vad vi ska jobba på för de närmaste åren."
AnnonsAdvertisement
Relaterade nyheter: 3D-tryckta leveranser Guide Transplant Surgeons Händer »
