Werkende Menselijke Minispieren Gekweekt Uit Huidcellen In Scientific First

{h1}

Wetenschappers hebben kleine kunstmatige menselijke spieren gemaakt die samentrekken en reageren op neurale en elektrische prikkels, net zoals echte spieren doen, meldt een nieuwe studie. Er is maar één wending: de functionerende spiervezels zijn gemaakt van huidcellen.

Wetenschappers hebben kleine kunstmatige menselijke spieren gemaakt die samentrekken en reageren op neurale en elektrische prikkels, net zoals echte spieren doen, meldt een nieuwe studie. Er is slechts één draai: de functionerende spiervezels zijn gemaakt van huidcellen, niet van spiercellen.

Eerder waren wetenschappers in staat om spiercellen van andere soorten cellen te maken; Tot nu toe is echter niemand erin geslaagd om functionerende spiervezels te maken van iets anders dan spiercellen. (Spiervezels zijn groepen spiercellen.) Het succesvolle experiment, gedetailleerd beschreven in een artikel dat vandaag (9 januari) in het tijdschrift Nature Communications is gepubliceerd, zou onderzoekers kunnen helpen om genetische spierdystrofieën beter te bestuderen en nieuwe behandelingen te testen.

In de studie begonnen de onderzoekers cellen van huidmonsters af te nemen van mensen. Ze gebruikten een bekende techniek om deze cellen om te zetten in zogenaamde geïnduceerde pluripotente stamcellen - cellen die kunnen transformeren in elk type menselijke cel. Vervolgens, met behulp van een nieuwe methode die ze ontwikkelden, waren de wetenschappers in staat om deze pluripotente stamcellen om te zetten in spierstamcellen, die myogene voorlopers worden genoemd. [5 verbluffende technologieën die een revolutie in de biotechnologie teweegbrengen]

"We nemen deze geïnduceerde pluripotente stamcellen gemaakt van een persoon en vervolgens maken we ze in spiercellen door ze een eiwit genaamd Pax7 te laten uitdrukken, dat signalen naar de cellen om in spiercellen te veranderen," zei senior studie auteur Nenad Bursac, een professor van biomedische technologie aan de Duke University in North Carolina. "Het duurt ongeveer drie weken voordat ze opnieuw zijn geprogrammeerd."

Met behulp van slechts één pluripotente stamcel van een donor kunnen de onderzoekers duizenden spierstamcellen aanmaken, vertelde Bursac aan WordsSideKick.com. Dit komt omdat deze cellen, eenmaal omgezet in spierstamcellen, zich verder kunnen vermenigvuldigen.

Toen de wetenschappers eenmaal voldoende spierstamcellen hadden om mee te werken, schakelden ze het Pax7-eiwit uit (degene die signalen afgeeft om te transformeren). Vervolgens werden de spiercellen geplaatst in een 3D-cultuur die verschillende voedingsstoffen en groeifactoren bevatte die de cellen stimuleerden om zich in spiervezels te organiseren.

Na nog eens drie weken, vormde Bursac stukjes spierweefsel van maximaal 2 centimeter (0,8 inch) lang, bijna 1 millimeter (0.004 inch) in diameter, in de oplossing.

Daarna beginnen de tests. "We kunnen deze spierweefsels onderwerpen aan alle klassieke fysiologische tests die u kunt meten bij dieren of bij mensen," zei hij.

In deze studie bouwde Bursac's team voort op een doorbraak die ze drie jaar geleden hadden bereikt, toen ze het eerste team ter wereld werden dat functionerende menselijke spiervezels uit cellen uit spierbiopten maakte. Maar vergeleken met die eerdere monsters zijn de vezels gemaakt van huidcellen aanzienlijk zwakker, zei Bursac. Dit is iets wat zijn team wil aanpakken in hun toekomstige werk, voegde hij eraan toe.

Wie heeft nieuwe spieren nodig?

De ontwikkeling zou het vermogen van onderzoekers om genetische spierziekten te onderzoeken, zoals de spierdystrofie van Duchenne, die 1 op 3.600 mannelijke zuigelingen wereldwijd treft, aanzienlijk kunnen verbeteren. Mensen met Duchenne spierdystrofie beginnen spierzwakte te krijgen op ongeveer 4 jaar. De toestand vordert snel en op 12-jarige leeftijd verliezen de patiënten hun vermogen om te lopen. De meeste sterven op 26-jarige leeftijd, volgens beschikbare schattingen.

"Bij genetische ziekten bij pediatrische patiënten zijn de spieren al beschadigd en is het niet goed voor hen als we biopsieën nemen," zei Bursac. "Met deze methode kunnen we spiermonsters van hun huid of bloedmonsters maken." [Meet Your Muscles: 6 Remarkable Human Muscles]

Omdat de vezels die de wetenschappers hebben gemaakt in de studie volledig functioneren, kunnen de onderzoekers nu bestuderen hoe ze reageren op verschillende behandelingen, zei Bursac.

"Door in staat te zijn om functionerende spieren te vormen, kunnen we echt verschillende parameters bestuderen en kijken of bepaalde therapieën kunnen leiden tot verbetering van spierkracht en spiercontractie," zei Bursac. "We hopen dat dit meer voorspellend zal zijn dan dierstudies."

Bursac merkte op dat sommige medicijnen die bij muizen werken giftig kunnen zijn voor mensen. Het hebben van dergelijke kunstmatige menselijke spiervezels zou daarom de ontwikkeling van nieuwe veilige behandelingen stroomlijnen, zei hij.

Toch waren de spiervezels die de onderzoekers in het laboratorium groeiden vrij klein. De grootte van de spiervezels die kunnen worden gekweekt, is momenteel beperkt omdat bio-ingenieurs geen schepen kunnen maken die lang genoeg zijn om grotere monsters te ondersteunen dan een centimeter of twee, zei Bursac. Dit belemmert het hele bio-engineering veld, voegde hij eraan toe.

Hij hoopt dat de techniek in de toekomst mogelijk kan worden gebruikt om de beschadigde cellen van een patiënt opnieuw in te bouwen in gezonde cellen en de resulterende spiervezels te gebruiken om de kwaliteit van leven van de patiënt te verbeteren.

"Vanwege de maximale grootte die we hebben, kunnen we dit niet gebruiken om grote spierblessures te behandelen," zei Bursac. "Maar als er een gelokaliseerde verwonding is, in het bijzonder aan specifieke spieren, dan kunnen weefselengineeringstoepassingen als deze worden gebruikt voor de lokale reparatie van de spier."

Oorspronkelijk gepubliceerd op WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




Onderzoek


Gewichtsverlies Vermindert Hartproblemen Voor Sommige Niet
Gewichtsverlies Vermindert Hartproblemen Voor Sommige Niet

Doet Massages Iets Behalve Dat Je Ontspant?
Doet Massages Iets Behalve Dat Je Ontspant?

Science Nieuws


Smeltende Sneeuw Onthult Oude Pijlen En Pijlen In Noorwegen
Smeltende Sneeuw Onthult Oude Pijlen En Pijlen In Noorwegen

Het Ontwerpen Van Het Leven: Moeten Baby'S Genetisch Worden Gemanipuleerd?
Het Ontwerpen Van Het Leven: Moeten Baby'S Genetisch Worden Gemanipuleerd?

Nieuw Soort Licht Gecreëerd In Physics Doorbraak
Nieuw Soort Licht Gecreëerd In Physics Doorbraak

Gewelddadige Dromen Kunnen Hersendiscriminaties Later Declareren
Gewelddadige Dromen Kunnen Hersendiscriminaties Later Declareren

Marie Curie: Feiten En Biografie
Marie Curie: Feiten En Biografie


WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com