Sterke, zelfgenezende spier die is gegroeid in het laboratorium
Inhoudsopgave:
- Een betere spier opbouwen
- Zakken met stamcellen helpen spierherstel
- Lab-grown spieren nog in de kinderschoenen
Wetenschappers hebben skeletspieren ontwikkeld in het laboratorium dat eruitziet als het echte werk. Naast het sterk en snel samentrekken, heeft deze nieuw geromaniseerde spierkracht het vermogen zichzelf te herstellen van schade.
"De spier die we hebben gemaakt, betekent een belangrijke vooruitgang voor het veld," zei Nenad Bursac, universitair hoofddocent biomedische technologie aan Duke University, in een persbericht. "Het is de eerste keer dat gemanipuleerde spieren zijn gecreëerd die als sterk als inheemse neonatale skeletspier. "
advertisementAdvertisementMeer informatie over de oorzaken en symptomen van spierstammen
Een betere spier opbouwen
Een spier opbouwen die idealiter kan worden gebruikt in toepassingen in de echte wereld en als hulpmiddel voor het begrijpen spierziekten, onderzoekers groeiden spiercellen in het lab die leken op die die de bewegingen aansturen die we maken tijdens rennen, lopen en gewoon opstaan.
Het interieur van de bio-gemanipuleerde spier bevat dicht opeen gepakte en parallelle spiervezels, vergelijkbaar met wat je zou zien in echte spieren. Toen de onderzoekers deze kunstmatige spieren in het laboratorium stimuleerden, functioneerden ze net zo goed als hun natuurlijke tegenhangers, die 10 keer sterker samentrokken dan de vorige biologisch gemanipuleerde spieren.
AdvertentieDe onderzoekers implanteerden vervolgens de in het laboratorium gekweekte spieren in een speciale kamer op de rug van levende muizen. De wetenschappers bedekten het gebied met helder glas dat hen in staat stelde om de spieren te monitoren terwijl ze volgroeid werden en geïntegreerd in het lichaam van het dier. Overgeplante spieren kunnen alleen overleven als het lichaam het kan voorzien van zuurstofrijk bloed door de bloedvaten.
"We konden in real time zien en meten hoe de bloedvaten uitgroeiden tot de geïmplanteerde spiervezels, rijpend in de richting van de kracht van de inheemse tegenhanger," zei de afgestudeerde student Mark Juhas, co-auteur van de studie.
AdvertisementAdvertisementMet het glazen venster konden de onderzoekers ook de sterkte van de biologisch getrainde spieren visueel meten. Onderzoekers hadden de spiercellen genetisch gewijzigd om fluorescerende lichtflitsen uit te stralen tijdens pieken in het calciumniveau van de cellen, die optreden vlak voordat spieren samentrekken. Naarmate de spieren sterker werden, deden ook de lichtflitsen.
Wat kan Muscle Atrophy veroorzaken? »
Zakken met stamcellen helpen spierherstel
Daarnaast hebben de onderzoekers een methode ontwikkeld waarmee spierstamcellen de nieuwe spier kunnen herstellen als deze beschadigd is. De truc was om een zak of nis te maken voor deze satellietstamcellen om te bezetten als voorbereiding op een blessure aan de spier.
"Eenvoudigweg implanteren van satellietcellen of minder ontwikkelde spieren werkt niet zo goed," zei Juhas."De goed ontwikkelde spier die we hebben gemaakt biedt niches voor satellietcellen om in te leven en, indien nodig, om de robuuste spieren en de functie ervan te herstellen."
Deze techniek werkte, althans in het laboratorium. Toen onderzoekers de biotechnologische spiercellen beschadigden met een gif dat afkomstig was van slangengif, kwamen de satellietcellen te hulp, vermenigvuldigend om de spiervezels te genezen.
AdvertentieAdvertentieMeer informatie over stamcelonderzoek »
Lab-grown spieren nog in de kinderschoenen
Het team van Bursac is niet de eerste die skeletspieren in het lab laat groeien. Een groep aan de Universiteit van Pittsburgh heeft gewerkt aan een methode voor het hergroeien van spieren en pezen in de lichamen van mensen met ernstige verwondingen.
De Duke-studie richtte zich echter op het gebruik van stemcelzakken om de geïmplanteerde spieren te helpen zichzelf te herstellen. Hierdoor kunnen de spieren normaal functioneren in het lichaam, waar kleine schade door lichaamsbeweging en verwonding gebruikelijk is.
AdvertentieIn het Duke-onderzoek, gisteren online gepubliceerd in Proceedings of the National Academy of Sciences, werkten de onderzoekers met een zeer kleine hoeveelheid biologisch gemanipuleerd spierweefsel, veel te weinig om van nut te zijn nu voor menselijke therapie. Ze zijn van plan hun onderzoek voort te zetten en te zien hoe goed de in het laboratorium gekweekte spier integreert met het lichaam als het eenmaal is getransplanteerd.
"Kan het [aders en zenuwen laten groeien] en de beschadigde spierfunctie herstellen?" zei Bursac. "Dat is waar we de komende jaren aan zullen werken."
AdvertisementAdvertisementGerelateerd nieuws: Handleiding 3D-gedrukte levers Transplantatie van de handen van chirurgen »
