Биоиндуцированные каркасы способствуют росту мышц - ЖК и новостройки в Санкт-Петербурге

Биоиндуцированные каркасы способствуют росту мышц

Биоинженеры из Университета Райса производят и тестируют настраиваемые каркасы из электропряденого волокна, полностью полученные из децеллюляризованных скелетных мышц, чтобы способствовать регенерации поврежденных скелетных мышц.

Их статья в Science Advances показывает, как можно заставить естественный внеклеточный матрикс имитировать естественные скелетные мышцы и направлять выравнивание, рост и дифференциацию мышечных трубок, одного из строительных блоков скелетных мышц. Биоактивные каркасы изготавливаются в лаборатории с помощью электропрядения – высокопроизводительного процесса, позволяющего производить волокна размером в один микрон.

Исследование могло бы облегчить бремя выполнения примерно 4,5 миллионов реконструктивных операций в год для восстановления травм, полученных гражданскими лицами и военнослужащими.

Современные методы электроспиннинга децеллюляризованной мышцы требуют сополимера для помощи в изготовлении каркаса. Процесс Райса – нет.

«Основное нововведение – это возможность готовить каркасы, которые на 100% состоят из внеклеточного матрикса» , – сказал биоинженер Райс и главный исследователь Антониос Микос. «Это очень важно, потому что матрица включает в себя все сигнальные мотивы, которые важны для формирования конкретной ткани».

Каркасы используют биоактивные сигналы от децеллюляризованной мышцы с настраиваемыми свойствами материала, предоставляемыми посредством электроспиннинга, для создания материала, богатого биохимическими сигналами и высокоспецифичной топографией. Материал предназначен для разрушения, поскольку он заменяется новыми мышцами в теле.

Эксперименты показали, что клетки лучше всего размножаются, когда каркас не насыщен сшивающим агентом, что позволяет им получить доступ к биохимическим сигналам в матрице каркаса .

Электроспиннинг позволил исследователям регулировать плотность сшивки. Они обнаружили, что промежуточное сшивание приводит к лучшему сохранению выравнивания волокон во время культивирования клеток.

Большая часть децеллюляризованного матрикса для регенерации мышц происходит из таких тонких мембран, как кожа или ткань тонкого кишечника. «Но что касается мускулов, поскольку они толстые и более сложные, их нужно разрезать меньше, чем клинически значимые размеры, и исходные свойства материала теряются», – сказала аспирантка Райс и ведущий автор Молли Смоук. “К тому времени, как вы закончите, он уже не будет похож на исходный материал.

«В нашем случае электроспиннинг стал ключом к тому, чтобы сделать этот материал очень настраиваемым и сделать его похожим на то, что когда-то было», – сказала она.

«Он может генерировать волокна, которые сильно выровнены, очень похожи на архитектуру, которую можно найти в скелетных мышцах, и со всеми биохимическими сигналами, необходимыми для облегчения создания жизнеспособной мышечной ткани», – сказал Микос.

Микос сказал, что использование натуральных материалов, а не синтетических, важно по другой причине. «Присутствие синтетического материала, и особенно продуктов разложения, может отрицательно сказаться на качестве ткани, которая в конечном итоге образуется», – сказал он.

«Для возможного клинического применения мы можем использовать скелетную мышцу или матрицу из подходящего источника, потому что мы можем очень эффективно удалить ДНК, которая может вызвать иммунный ответ. Мы считаем, что это может сделать его подходящим для трансляции технологии для людей. ”

Смоук сказал, что в процессе электроспиннинга можно получить мышечные каркасы любого размера, ограниченные только оборудованием.

«Нам посчастливилось сотрудничать с рядом хирургов, и они видят многообещающие в этом материале, который используется для приложения черепно-лицевых мышц в дополнение к травмам крупных мышц, вызванным занятиями спортом или травмами», – сказала она. «Они будут включать в себя анимационные мышцы вашего лица, которые очень хороши и имеют очень точную архитектуру и позволяют такие вещи, как мимика и жевание».

Ссылка на основную публикацию