Исследователи Университет штата Юта используют шелк тутового шелкопряда для выращивания клеток мышечной ткани, улучшая традиционные методы культивирования клеток и, как мы надеемся, приведут к более эффективному лечению мышечной атрофии.
Было показано, что клетки скелетных мышц, выращенные на шелке тутового шелкопряда, более точно имитируют мышечную ткань человека.
Трехмерная культура клеток
Когда ученые пытаются понять болезнь и тестировать методы лечения, они обычно выращивают модельные клетки на чашках Петри. Однако рост клеток на двумерной поверхности имеет свои пределы: просто сказать, мышечная ткань трехмерна.
Для этого исследователи УрГУ разработали трехмерную поверхность клеточной культуры, выращивая клетки на шелковых волокнах, обернутых вокруг акрилового каркаса. Команда использовала как натуральный, так и трансгенный шелк, последний был произведен шелкопрядами, модифицированными генами паучьего шелка.
Нативный шелк тутового шелкопряда ранее использовался для трехмерных моделей клеточных культур, но это первый раз, когда трансгенный шелк тутового шелкопряда был использован для моделирования скелетных мышц. Элизабет Варгис, Мэттью Клегг e Джейкоб Барни кафедры биологической инженерии е Джастин Джонс, Томас Харрис e Сяоли Чжан кафедры биологии опубликовали свои результаты в ACS Biomaterials Science & Engineering.
Мышцы из шелка
Было показано, что клетки, выращенные на шелке тутового шелкопряда, более точно имитируют человеческие скелетные мышцы, чем клетки, выращенные на обычной пластиковой поверхности.
Эти клетки показали большую механическую гибкость и большую экспрессию генов, необходимых для сокращения мышц. Шелк шелкопряда также способствовал правильному выравниванию мышечных волокон, что является необходимым элементом для моделирования прочной мышечной ткани.
Важность здоровой мышечной ткани
Скелетные мышцы отвечают за движение скелета, стабилизацию суставов и защиту внутренних органов. Ухудшение этих мышц может происходить по множеству причин и происходить быстро.
Например, всего за две недели иммобилизации человек может потерять почти четверть силы четырехглавой мышцы.
Чтобы понять, как мышцы могут так быстро атрофироваться, необходима клеточная модель. Нет ничего лучше, чем культивирование мышечной ткани, чтобы лучше представить реальность
«Общая цель моего исследования — создание лучших моделей in vitro», — говорит он. Элизабет Варгис, профессор кафедры биологической инженерии УрГУ. «Исследователи выращивают клетки на этих 2D-платформах. Они не реалистичны, но дают нам много информации. Затем они переходят к модели на животных и, наконец, к клиническим испытаниям, которые в подавляющем большинстве случаев терпят неудачу. К этой мышечной ткани я хотел бы добавить более реалистичную и более надежную модель».
