Tessuto muscolare modellato con la seta

I ricercatori della Utah State University stanno usando la seta del baco da seta per far crescere le cellule muscolari scheletriche, migliorando i metodi tradizionali di coltura cellulare e, si spera, portando a migliori trattamenti per l'atrofia muscolare.

Quando gli scienziati cercano di comprendere la malattia e testare i trattamenti, generalmente coltivano cellule modello su una superficie di plastica piatta (come la capsula di Petri). Ma la crescita delle cellule su una superficie bidimensionale ha i suoi limiti, principalmente perché il tessuto muscolare è tridimensionale. Pertanto, i ricercatori dell'Utah State University (USU) hanno sviluppato una superficie di coltura cellulare tridimensionale facendo crescere le cellule su fibre di seta avvolte attorno a un telaio acrilico. Il team ha utilizzato seta di bachi da seta sia autoctona che transgenica, quest'ultima prodotta da bachi da seta modificati con geni della seta di ragno.

Le sete dei bachi da seta nativi sono state utilizzate in precedenza come modelli di colture cellulari tridimensionali, ma questa è la prima volta che la seta dei bachi da seta transgenica è stata utilizzata per la modellazione dei muscoli scheletrici. I ricercatori Elizabeth Vargis, Matthew Clegg e Jacob Barney del dipartimento di ingegneria biologica e Justin Jones, Thomas Harris e Xiaoli Zhang del dipartimento di biologia hanno pubblicato i loro risultati su ACS Biomaterials Science & Engineering. (1)

Le cellule coltivate sulla seta del baco da seta hanno dimostrato di imitare più da vicino il muscolo scheletrico umano rispetto a quelle coltivate sulla solita superficie di plastica. Queste cellule hanno mostrato una maggiore flessibilità meccanica e una maggiore espressione dei geni necessari per la contrazione muscolare. La seta del baco da seta ha anche incoraggiato il corretto allineamento delle fibre muscolari, un elemento necessario per una robusta modellazione muscolare.

Il muscolo scheletrico è responsabile del movimento dello scheletro, della stabilizzazione delle articolazioni e della protezione degli organi interni. Il deterioramento di questi muscoli può avvenire per una miriade di ragioni e può avvenire rapidamente. Ad esempio, dopo solo due settimane di immobilizzazione, una persona può perdere quasi un quarto della forza muscolare del quadricipite. Capire come i muscoli possono atrofizzarsi così rapidamente deve iniziare a livello cellulare, con cellule cresciute per rappresentare meglio la realtà.

«L'obiettivo generale della mia ricerca è costruire modelli in vitro migliori», ha affermato la dottoressa Elizabeth Vargis, (2) professoressa associata di ingegneria biologica presso l'USU. «I ricercatori coltivano cellule su queste piattaforme 2D, che non sono molto realistiche, ma ci forniscono molte informazioni. Sulla base di questi risultati, di solito passano a un modello animale, quindi passano a studi clinici, dove la stragrande maggioranza di loro falliscono. Sto cercando di aggiungere a quel primo passo sviluppando modelli in vitro più realistici di tessuto normale e malato».

Riferimenti:

(1) Silkworm Silk Fiber Bundles as Improved In Vitro Scaffolds for Skeletal Muscle

(2) Elizabeth Vargis

Descrizione foto: Le fibre di seta sono avvolte attorno a un telaio acrilico per produrre un dispositivo di coltura cellulare tridimensionale. Le cellule muscolari scheletriche coltivate sulla seta del baco da seta hanno dimostrato di imitare più da vicino il muscolo scheletrico umano rispetto a quelle coltivate sulla solita superficie di plastica. - Credit: Matt Jensen.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Researchers Use Silkworm Silk to Model Muscle Tissue