Starker, selbstheilender Muskel im Labor gewachsen

Wissenschaftler haben Skelettmuskeln im Labor entwickelt, die wie echte Wesen aussehen und sich verhalten. Zusätzlich zu einer starken und schnellen Kontraktion, hat dieser neu biotechnische Muskel die Fähigkeit, sich selbst vor Schäden zu reparieren.

"Die Muskelmasse, die wir hergestellt haben, stellt einen wichtigen Fortschritt für das Gebiet dar", sagte Nenad Bursac, Associate Professor für Biomedizinische Technik an der Duke University, in einer Pressemitteilung. "Es ist das erste Mal, dass ein künstlicher Muskel geschaffen wurde stark als native Skelettmuskulatur. "

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Aufbau eines besseren Muskels

Um einen Muskel zu bauen, der idealerweise in realen Anwendungen und als Werkzeug zum Verständnis verwendet werden könnte Englisch: bio-pro.de/en/region/stern/magazin/...1/index.html Bei Muskelerkrankungen entwickelten die Forscher im Labor Muskelzellen, die denen ähnelten, die die Bewegungen beim Laufen, Gehen und Aufstehen antreiben.

Das Innere des biotechnischen Muskels enthielt dicht gepackte und parallele Muskelfasern, ähnlich denen, die man in echten Muskeln sehen würde. Als die Forscher diese künstlichen Muskeln im Labor stimulierten, funktionierten sie genauso gut wie ihre natürlichen Gegenstücke und kontrahierten zehnmal stärker als frühere biotechnische Muskeln.

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Die Forscher implantierten dann die im Labor gewachsenen Muskeln in eine spezielle Kammer auf dem Rücken lebender Mäuse. Die Wissenschaftler bedeckten das Gebiet mit klarem Glas, das ihnen erlaubte, die Muskeln zu überwachen, während sie sich entwickelten und in den Körper des Tieres integriert wurden. Transplantierte Muskeln können nur überleben, wenn der Körper sie mit sauerstoffreichem Blut durch die Blutgefäße versorgen kann.

"Wir konnten in Echtzeit sehen und messen, wie Blutgefäße in die implantierten Muskelfasern hineinwuchsen, und reiften in Richtung der Stärke ihres ursprünglichen Pendants", sagte der Doktorand Mark Juhas, Co-Autor des Studie.

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Das Glasfenster erlaubte den Forschern auch, die Stärke des biotechnischen Muskels visuell zu messen. Forscher hatten genetisch die Muskelzellen verändert, um fluoreszierende Lichtblitze während Spitzen im Kalziumspiegel der Zellen zu emittieren, die auftreten, kurz bevor sich Muskeln zusammenziehen. Als die Muskeln stärker wurden, nahmen auch die Lichtblitze zu.

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Taschen von Stammzellen Hilfe Muskelreparatur

Darüber hinaus entwickelten die Forscher eine Methode, die es den Muskelstammzellen erlauben würde, den neuen Muskel zu reparieren, wenn er beschädigt wurde. Der Trick bestand darin, eine Tasche oder Nische zu schaffen, die diese Satellitenstammzellen als Vorbereitung auf eine Verletzung des Muskels besetzen sollten.

"Einfach nur Satellitenzellen oder weniger entwickelte Muskeln zu implantieren, funktioniert nicht so gut", sagte Juhas."Die gut entwickelten Muskeln, die wir hergestellt haben, bieten Nischen, in denen Satelliten leben können, und, wenn nötig, um die robuste Muskulatur und ihre Funktion wiederherzustellen."

Diese Technik funktionierte - zumindest im Labor. Als Forscher die biotechnischen Muskelzellen mit einem Gift aus Schlangengift beschädigten, kamen die Satellitenzellen zu Hilfe und multiplizierten sich, um die Muskelfasern zu heilen.

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Lab-Grown Muskeln noch in der frühen Entwicklung

Bursacs Team ist nicht das erste, das Skelettmuskeln im Labor wachsen lässt. Eine Gruppe an der Universität von Pittsburgh hat an einer Methode gearbeitet, um Muskeln und Sehnen in den Körpern von Menschen mit schweren Verletzungen nachwachsen zu lassen.

Die Duke-Studie konzentrierte sich jedoch auf die Verwendung von Stammzellentaschen, um implantierten Muskeln zu helfen, sich selbst zu reparieren. Dies könnte dazu führen, dass die Muskeln im Körper normal funktionieren, wo leichte Schäden durch Training und Verletzungen auftreten.

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In der Duke-Studie, die gestern in Proceedings der National Academy of Sciences online veröffentlicht wurde, arbeiteten die Forscher mit sehr wenig biotechnischem Muskelgewebe, viel zu wenig, um nützlich zu sein gerade jetzt für die Humantherapie. Sie beabsichtigen, ihre Forschung fortzusetzen und zu sehen, wie gut der im Labor gewachsene Muskel in den Körper integriert wird, sobald er transplantiert ist.

"Kann es Venen und Nerven wachsen lassen und die beschädigte Muskelfunktion reparieren?" sagte Bursac: "Daran werden wir in den nächsten Jahren arbeiten."

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