Die Forscher des Utah State University Sie verwenden Seidenraupenseide, um Muskelgewebezellen zu züchten, die traditionellen Zellkulturmethoden zu verbessern und hoffentlich zu besseren Behandlungen für Muskelatrophie zu führen.
Es wurde gezeigt, dass auf Seidenraupenseide gewachsene Skelettmuskelzellen menschliches Muskelgewebe genauer nachahmen.
Dreidimensionale Zellkultur
Wenn Wissenschaftler versuchen, Krankheiten zu verstehen und Behandlungen zu testen, züchten sie normalerweise Modellzellen auf Petrischalen. Das Wachstum von Zellen auf einer zweidimensionalen Oberfläche hat jedoch seine Grenzen: Muskelgewebe ist dreidimensional.
Zu diesem Zweck entwickelten USU-Forscher eine dreidimensionale Zellkulturoberfläche, indem sie Zellen auf Seidenfasern züchteten, die um einen Acrylrahmen gewickelt waren. Das Team verwendete sowohl native als auch transgene Seide, wobei letztere aus Seidenraupen hergestellt wurde, die mit Spinnenseidengenen modifiziert waren.
Native Seidenraupenseide wurde früher für dreidimensionale Zellkulturmodelle verwendet, aber dies ist das erste Mal, dass transgene Seidenraupenseide für die Modellierung von Skelettmuskeln verwendet wurde. Elizabeth Vargis, Matthew Clegg e Jakob Barney der Abteilung für Biotechnik e Justin Jones, Thomas Harris e Xiaoli Zhang der Abteilung Biologie veröffentlichte ihre Ergebnisse in ACS Biomaterials Science & Engineering.
Muskeln aus Seide
Es wurde gezeigt, dass auf Seidenraupenseide gezüchtete Zellen den menschlichen Skelettmuskel besser nachahmen als solche, die auf der üblichen Kunststoffoberfläche gezüchtet werden.
Diese Zellen zeigten eine größere mechanische Flexibilität und eine größere Expression der für die Muskelkontraktion erforderlichen Gene. Seidenraupenseide förderte auch die richtige Ausrichtung der Muskelfasern, ein notwendiges Element für eine robuste Modellierung des Muskelgewebes.
Die Bedeutung von gesundem Muskelgewebe
Der Skelettmuskel ist verantwortlich für die Bewegung des Skeletts, die Stabilisierung der Gelenke und den Schutz der inneren Organe. Die Verschlechterung dieser Muskeln kann aus einer Vielzahl von Gründen und schnell auftreten.
Zum Beispiel kann eine Person nach nur zwei Wochen Immobilisierung fast ein Viertel ihrer Quadrizeps-Muskelkraft verlieren.
Um zu verstehen, wie Muskeln so schnell verkümmern können, wird ein Zellmodell benötigt. Nichts ist besser als kultiviertes Muskelgewebe, um die Realität besser darzustellen.
"Das übergeordnete Ziel meiner Forschung ist es, bessere In-vitro-Modelle zu erstellen", sagt er Elisabeth Vargis, Professor für Biotechnik an der USU. „Forscher züchten Zellen auf diesen 2D-Plattformen. Sie sind nicht realistisch, aber sie geben uns viele Informationen. Dann gehen sie zu einem Tiermodell über und schließlich zu klinischen Studien, die in den allermeisten Fällen fehlschlagen. Mit diesem Muskelgewebe möchte ich ein realistischeres und zuverlässigeres Modell hinzufügen. “
