Forskere bruger silkeormsilke til at modellere muskelvæv

Forskere ved Utah State University bruger silkeormsilke til at dyrke skeletmuskelceller, forbedring af traditionelle metoder til cellekultur og forhåbentlig fører til bedre behandlinger for muskelatrofi.

Når videnskabsmænd forsøger at forstå sygdom og teste behandlinger, de dyrker generelt modelceller på en flad plastikoverflade (tænk petriskål). Men dyrkning af celler på en todimensionel overflade har sine begrænsninger, primært fordi muskelvæv er tredimensionelt. Dermed, USU-forskere udviklede en tredimensionel cellekulturoverflade ved at dyrke celler på silkefibre, der er viklet rundt om et akrylchassis. Holdet brugte både indfødt og transgen silkeormsilke, sidstnævnte produceret af silkeorme modificeret med edderkoppesilkegener.

Native silkeormsilke er tidligere blevet brugt som tredimensionelle cellekulturmodeller, men det er første gang, at transgen silkeormsilke er blevet brugt til skeletmuskelmodellering. Elizabeth Vargis, Matthew Clegg, og Jacob Barney fra Biological Engineering Department, og Justin Jones, Thomas Harris, og Xiaoli Zhang fra Biologisk Afdeling offentliggjorde deres resultater i ACS Biomaterials Science &Engineering .

Celler dyrket på silkeormsilke viste sig at efterligne menneskelige skeletmuskler i højere grad end dem, der dyrkes på den sædvanlige plastikoverflade. Disse celler viste øget mekanisk fleksibilitet og øget ekspression af gener, der kræves til muskelkontraktion. Silkeormsilke tilskyndede også til korrekt muskelfiberjustering, et nødvendigt element for robust muskelmodellering.

Skeletmuskulaturen er ansvarlig for at bevæge skelettet, stabiliserende led, og beskyttelse af indre organer. Forringelsen af ​​disse muskler kan ske af utallige årsager, og det kan ske hurtigt. For eksempel, efter kun to ugers immobilisering, en person kan miste næsten en fjerdedel af deres quadriceps muskelstyrke. At forstå, hvordan muskler kan atrofiere så hurtigt, må begynde på cellulært niveau, med celler dyrket til bedre at repræsentere virkeligheden.

"Det overordnede mål med min forskning er at bygge bedre in vitro-modeller, " sagde Elizabeth Vargis, lektor i biologisk teknik ved USU. "Forskere dyrker celler på disse 2D-platforme, som ikke er super realistiske, men giv os en masse information. Baseret på disse resultater, de overgår normalt til en dyremodel, så går de videre til kliniske forsøg, hvor langt de fleste af dem fejler. Jeg forsøger at tilføje det første skridt ved at udvikle mere realistiske in vitro-modeller af normalt og sygt væv."