Crean en laboratorio primer músculo que se contrae

En un nuevo estudio, los investigadores de la Universidad de Duke en Durham, Carolina del Norte, revelan que han creado el primer músculo esquelético humano que se contrae en respuesta a los estímulos externos, como los impulsos eléctricos y los productos farmacéuticos. El equipo dice que su creación allana el camino para las pruebas de nuevos medicamentos y el estudio de las enfermedades sin tener que poner la salud de un paciente en riesgo.

"La belleza de este trabajo es que puede servir como un banco de pruebas para los ensayos clínicos ", dice el líder del estudio Nenad Bursac, profesor asociado de ingeniería biomédica en Duke.

"Estamos trabajando para poner a prueba la eficacia y la seguridad de los medicamentos 'sin poner en peligro la salud de un paciente y también para reproducir las señales funcionales y bioquímicas de las enfermedades - especialmente los más raros y los que hacen la toma de biopsias musculares difícil."

Bursac y su equipo dice que hay un fuerte enfoque en el desarrollo de modelos invitro para su uso en la investigación médica, motivada por factores éticos - como la reducción de la experimentación con animales - y la necesidad de mejorar los resultados de salud en pacientes humanos.

En junio del año pasado, Medical News Today informó sobre la creación de laboratorio-crecido en miniatura corazones humanos por investigadores de la Universidad de Abertay en el Reino Unido, mientras que otro estudio reveló cómo los investigadores de la Universidad de Texas crecieron con éxito los pulmones humanos de las células de los niños fallecidos.

Pero Bursac y su equipo comentan que si bien se ha avanzado mucho en la creación de modelos in vitro para el hígado, los pulmones y los tejidos cardíacos, ha habido poco progreso hacia el desarrollo de músculo esquelético humano.

"Esto es especialmente preocupante, ya que hay una amplia gama de trastornos metabólicos, neuromusculares y distróficos que involucran los músculos esqueléticos que son objeto de investigación y todavía carecen de las terapias", señalan.

Esta es una vista microscópica del músculo humano cultivada en el laboratorio. 

Crédito de la imagen: Universidad de Duke.

 

 

Lab-crecido muscular 'imita las respuestas del músculo humano nativo'

 

Para su estudio, publicado en la revista eLife los investigadores aislaron "precursores miogénicos" de biopsias musculares humanas. Estas son células que aún no han desarrollado en el tejido muscular, pero han avanzado más allá de las células madre

Luego, el equipo aumentó la abundancia de precursores miogénicos en más de 1000, antes de someterlas a una "técnica de moldeo hidrogel" creado originalmente para las células de roedores. Esto implicó la colocación de las células en un andamio en 3D que consiste en un hidrogel, lo que permitió que las células se unieran, el funcionamiento del tejido muscular que los investigadores llaman "myobundles."

Posteriormente, el equipo sometió a los myobundles a impulsos eléctricos y encontró que existían contracciones en respuesta - algo que ellos dicen que nunca se ha visto en el músculo humano laboratorio-crecido. Esto demostró que las vías de señalización en el músculo eran completamente funcionales.

El siguiente video muestra la contratación tejido muscular cuando se expone a la estimulación eléctrica:

https://youtu.be/EQJ-K7s4LgA

Los investigadores también evaluaron la respuesta de los myobundles 'a una serie de medicamentos - incluyendo las estatinas, que se utiliza para reducir el colesterol y clenbuterol, un medicamento para quemar grasa muy utilizado por los atletas.

Encontraron que las estatinas causan una anormal acumulación de grasa en dosis altas, mientras que el clenbuterol aumenta la pérdida de masa muscular en dosis altas. Los investigadores dicen que ambos efectos se han visto en los seres humanos. Además, señalan que el clenbuterol no desencadena pérdida de masa muscular en los roedores a las dosis utilizadas en este estudio, lo que indica que el músculo demuestra una respuesta totalmente humana.

Al comentar sobre su creación, los investigadores dicen:

"En general, estos resultados sugieren que los myobundles tienen respuestas funcionales en el músculo humana nativo a través de múltiples vías de señalización y podrían proporcionar un ensayo preclínico para el cribado predictivo de nuevas terapias para una amplia gama de trastornos relacionados con los músculos."


Bursac y su equipo quieren usar músculo humano cultivado en el laboratorio para desarrollar medicamentos personalizados para los pacientes con condiciones relacionadas a los músculos. "Podemos tomar una biopsia de cada paciente, crecen muchos nuevos músculos para utilizar como muestras de ensayo y experimento para ver qué medicamentos funcionarían mejor para cada persona", explica.
Ellos también están estudiando la creación del laboratorio de cosecha propia de contracción muscular humana a partir de células madre pluripotentes inducidas en lugar de células tomadas de biopsias humanas, lo que podría aliviar los desafíos presentados por ciertas enfermedades musculares.

"Hay algunas enfermedades, como la de Duchenne distrofia muscular, por ejemplo, que hacen que toman biopsias musculares difíciles", dice Bursac. "Si pudiéramos crecer en el trabajo, de los músculos comprobables a partir de células madre pluripotentes inducidas, podríamos tomar una muestra de sangre o de la piel y no tener que molestar al paciente de nuevo."

En septiembre de 2014, MNT informó sobre un estudio publicado en Nature Medicine, en el que los investigadores del Instituto de Investigación Médica Sanford-Burnham en La Jolla, CA, revelaron que pueden haber encontrado una manera de desencadenar la reparación de tejidos en los músculos dañados, lo que podría dar lugar a nuevos tratamientos para los trastornos de desgaste muscular.


Video: https://youtu.be/EQJ-K7s4LgA

Fuente: http://www.medicalnewstoday.com/articles/288012.php

 

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