Forskare vid Utah State University använder silkesilke för att odla skelettmuskelceller, förbättra traditionella metoder för cellodling och förhoppningsvis leda till bättre behandlingar för muskelatrofi.

När forskare försöker förstå sjukdomar och testa behandlingar, de odlar i allmänhet modellceller på en plan plastyta (tänk petriskål). Men att växa celler på en tvådimensionell yta har sina begränsningar, främst för att muskelvävnad är tredimensionell. Således, USU-forskare utvecklade en tredimensionell cellkulturyta genom att odla celler på silkesfibrer som lindas runt ett akrylchassi. Teamet använde både inhemskt och transgeniskt silkesilke, den senare produceras av silkesmaskar modifierade med spindelsilkegener.

Inhemska sidenmaskar har tidigare använts som tredimensionella cellodlingsmodeller, men detta är första gången som transgeniskt silkesilke har använts för modellering av skelettmuskler. Elizabeth Vargis, Matthew Clegg, och Jacob Barney från Biological Engineering Department, och Justin Jones, Thomas Harris, och Xiaoli Zhang från biologiavdelningen publicerade sina resultat i ACS Biomaterials Science &Engineering .

Celler som odlats på sidenmaskssilke visade sig närmare efterlikna mänskliga skelettmuskler än de som odlas på den vanliga plastytan. Dessa celler visade ökad mekanisk flexibilitet och ökat uttryck av gener som krävs för muskelkontraktion. Silkesilke uppmuntrade också korrekt muskelfiberinriktning, ett nödvändigt element för robust muskelmodellering.

Skelettmuskulaturen är ansvarig för att flytta skelettet, stabiliserande leder, och skydda inre organ. Försämringen av dessa muskler kan hända av otaliga skäl, och det kan ske snabbt. Till exempel, efter bara två veckors immobilisering, en person kan förlora nästan en fjärdedel av sin quadriceps muskelstyrka. Att förstå hur muskler kan atrofieras så snabbt måste börja på cellnivå, med celler odlade för att bättre representera verkligheten.

"Det övergripande målet med min forskning är att bygga bättre in vitro-modeller, sa Elizabeth Vargis, docent i biologisk teknik vid USU. "Forskare odlar celler på dessa 2D -plattformar, som inte är superrealistiska, men ge oss mycket information. Baserat på dessa resultat, de övergår vanligtvis till en djurmodell, sedan går de över till kliniska prövningar, där en stor majoritet av dem misslyckas. Jag försöker lägga till det första steget genom att utveckla mer realistiska in vitro-modeller av normal och sjuk vävnad."