I ricercatori della Utah State University stanno usando la seta del baco da seta per coltivare cellule del tessuto muscolare, migliorando i metodi tradizionali di coltura cellulare e, si spera, portando a migliori trattamenti per l'atrofia muscolare.
Le cellule del muscolo scheletrico coltivate sulla seta del baco hanno dimostrato di imitare più da vicino il tessuto muscolare umano.
Coltura cellulare tridimensionale
Quando gli scienziati cercano di comprendere la malattia e testare i trattamenti, generalmente coltivano cellule modello sui dischi di Petri. La crescita delle cellule su una superficie bidimensionale però ha i suoi limiti: tanto per dire, il tessuto muscolare è tridimensionale.
Per questo, i ricercatori dell'USU hanno sviluppato una superficie di coltura cellulare tridimensionale facendo crescere le cellule su fibre di seta avvolte attorno a un telaio acrilico. Il team ha utilizzato seta sia autoctona che transgenica, quest'ultima prodotta da bachi da seta modificati con geni della seta di ragno.
Le seta dei bachi da seta autoctoni è stata utilizzate in precedenza per i modelli di colture cellulari tridimensionali, ma questa è la prima volta che la seta dei bachi da seta transgenica è stata utilizzata per la modellazione dei muscoli scheletrici. Elizabeth Vargis, Matthew Clegg e Jacob Barney del dipartimento di ingegneria biologica e Justin Jones, Thomas Harris e Xiaoli Zhang del dipartimento di biologia hanno pubblicato i loro risultati su ACS Biomaterials Science & Engineering.
Muscoli di seta
Le cellule coltivate sulla seta del baco da seta hanno dimostrato di imitare più da vicino il muscolo scheletrico umano rispetto a quelle coltivate sulla solita superficie di plastica.
Queste cellule hanno mostrato una maggiore flessibilità meccanica e una maggiore espressione dei geni necessari per la contrazione muscolare. La seta del baco da seta ha anche incoraggiato il corretto allineamento delle fibre muscolari, un elemento necessario per una robusta modellazione del tessuto muscolare.
L'importanza di un tessuto muscolare sano
Il muscolo scheletrico è responsabile del movimento dello scheletro, della stabilizzazione delle articolazioni e della protezione degli organi interni. Il deterioramento di questi muscoli può avvenire per una miriade di ragioni e può avvenire rapidamente.
Ad esempio, dopo solo due settimane di immobilizzazione, una persona può perdere quasi un quarto della forza muscolare del quadricipite.
Per capire come i muscoli possano atrofizzarsi così rapidamente serve un modello cellulare. Niente di meglio che un tessuto muscolare coltivato per rappresentare meglio la realtà.
"L'obiettivo generale della mia ricerca è costruire modelli in vitro migliori", dice Elizabeth Vargis, docente di ingegneria biologica presso l'USU. "I ricercatori coltivano cellule su queste piattaforme 2D. Non sono realistiche, ma ci forniscono molte informazioni. Poi passano a un modello animale, e infine a studi clinici, che falliscono nella stragrande maggioranza dei casi. Con questo tessuto muscolare vorrei aggiungere un modello più realistico e più attendibile".
