Ученые выращивают модель скелетных мышц с помощью шелка тутового шелкопряда

Исследователи из Университета штата Юта (США) используют шелк тутового шелкопряда, чтобы вырастить клетки скелетных мышц, улучшая традиционные методы культивирования клеток. В будущем это позволит улучшить методы лечения атрофии мышц, сообщает пресс-служба вуза. Выводы ученых представлены в журнале ACS Biomaterials Science & Engineering.

Когда ученые пытаются понять болезнь и тестируют методы лечения, они обычно выращивают модельные клетки на плоской пластиковой поверхности (например, в чашке Петри). Но рост клеток на двумерной поверхности имеет свои ограничения, прежде всего потому, что мышечная ткань трехмерна. Поэтому ученые из Университета штата Юта разработали трехмерную поверхность клеточной культуры, выращивая клетки на шелковых волокнах, обернутых вокруг акрилового каркаса. Команда использовала как немодицифицированный, так и измененный шелк тутового шелкопряда (последний производился шелкопрядами, в чей геном «вшили» гены паука).

Родной шелк тутового шелкопряда ранее использовался в качестве трехмерных моделей клеточных культур, но это первый случай, когда «трансгенный» шелк тутового шелкопряда был использован для моделирования скелетных мышц.

Клетки, выращенные на шелке тутового шелкопряда, точнее имитируют человеческие скелетные мышцы, чем клетки, выращенные на обычной пластиковой поверхности. Эти клетки показали повышенную механическую гибкость и повышенную экспрессию генов, необходимых для сокращения мышц. Шелк шелкопряда также способствовал правильному выравниванию мышечных волокон, что является необходимым элементом для надежного моделирования мышц.

Скелетные мышцы отвечают за движение скелета, стабилизацию суставов и защиту внутренних органов. Ухудшение работы этих мышц может произойти по множеству причин, и это может произойти быстро. Например, всего за две недели иммобилизации человек может потерять почти четверть силы четырехглавой мышцы. Понимание того, как мышцы могут так быстро атрофироваться, должно начинаться на клеточном уровне, с роста клеток. Поэтому ученые стремятся создать создать более совершенные модели in vitro. 

«Исследователи выращивают клетки на этих 2D-платформах, которые не очень реалистичны, но дают нам много информации. Основываясь на этих результатах, они обычно переходят к модели на животных, а затем – к клиническим испытаниям. Я пытаюсь дополнить этот первый шаг разработкой более реалистичных моделей здоровых и больных тканей in vitro», – сказала Элизабет Варгис, доцент кафедры биологической инженерии Университета штата Юта.

[Фото: MATT JENSEN]