Onderzoekers van de Utah State University gebruiken zijde van zijderupsen om skeletspiercellen te laten groeien. verbetering van traditionele methoden van celcultuur en hopelijk leidend tot betere behandelingen voor spieratrofie.

Wanneer wetenschappers ziekten proberen te begrijpen en behandelingen proberen, ze laten over het algemeen modelcellen groeien op een plat plastic oppervlak (denk aan petrischaal). Maar het kweken van cellen op een tweedimensionaal oppervlak heeft zijn beperkingen, voornamelijk omdat spierweefsel driedimensionaal is. Dus, USU-onderzoekers ontwikkelden een driedimensionaal celcultuuroppervlak door cellen te kweken op zijdevezels die rond een acrylchassis zijn gewikkeld. Het team gebruikte zowel inheemse als transgene zijde van zijderupsen, de laatste geproduceerd door zijderupsen gemodificeerd met spinzijdegenen.

Inheemse zijde van zijderupsen is eerder gebruikt als driedimensionale celcultuurmodellen, maar dit is de eerste keer dat transgene zijde van zijderupsen is gebruikt voor het modelleren van skeletspieren. Elisabeth Vargis, Matthew Clegg, en Jacob Barney van de afdeling Biologische Engineering, en Justin Jones, Thomas Harris, en Xiaoli Zhang van de afdeling Biologie publiceerden hun bevindingen in: ACS Biomaterialen Wetenschap &Techniek .

Cellen gekweekt op zijde van zijderupsen bleken de menselijke skeletspieren beter na te bootsen dan cellen die op het gebruikelijke plastic oppervlak werden gekweekt. Deze cellen vertoonden verhoogde mechanische flexibiliteit en verhoogde expressie van genen die nodig zijn voor spiercontractie. Zijderupszijde moedigde ook een goede uitlijning van de spiervezels aan, een noodzakelijk element voor robuuste spiermodellering.

Skeletspier is verantwoordelijk voor het bewegen van het skelet, stabiliserende gewrichten, en het beschermen van interne organen. De verslechtering van deze spieren kan om talloze redenen gebeuren, en het kan snel gebeuren. Bijvoorbeeld, na slechts twee weken immobilisatie, een persoon kan bijna een kwart van zijn quadricepspierkracht verliezen. Begrijpen hoe spieren zo snel kunnen atrofiëren, moet op cellulair niveau beginnen. met cellen die zijn gegroeid om de werkelijkheid beter weer te geven.

"Het overkoepelende doel van mijn onderzoek is om betere in vitro modellen te bouwen, " zei Elizabeth Vargis, universitair hoofddocent biologische technologie aan de USU. "Onderzoekers kweken cellen op deze 2D-platforms, die niet super realistisch zijn, maar geef ons veel informatie. Op basis van die resultaten, ze gaan meestal over in een diermodel, dan gaan ze over op klinische proeven, waar een overgrote meerderheid van hen faalt. Ik probeer aan die eerste stap toe te voegen door meer realistische in vitro modellen van normaal en ziek weefsel te ontwikkelen."