Mięśnie wyhodowane na trójwymiarowym rusztowaniu kurczą się w odpowiedzi na bodziec elektryczny, co ma miejsce pierwszy raz w przypadku tkanek otrzymanych w probówce. Aby sprawdzić, czy mięśnie mogą być stosowane jako zamiennik do badań medycznych, zespół naukowców zbadał ich odpowiedź na leki, w tym np. statyny stosowane w celu obniżenia cholesterolu i clenbuterol, środek zwiększający wydajność organizmu dla sportowców. Skutki przyjmowania leków były zgodne z tymi obserwowanymi u ludzi – odpowiedź na statyny uzależniona była od dawki i powodowała nagromadzenie tłuszczu przy wysokich stężeniach, a clenbuterol wykazał zwiększoną częstotliwość skurczu.

- Naukowcy długo próbowali “skłonić” komórki mięśniowe człowieka do skurczu hodując je w naczyniach laboratoryjnych w celu studiowania ich fizjologii. W tradycyjnej kulturze komórkowej, na płaszczyźnie, nie mogło to dojść do skutku – wyjaśnia portalowi Biotechnologia.pl kierujący zespołem naukowców prof. Nenad Bursac. - Jesteśmy doświadczeni w budowaniu kultur tkankowych 3D z komórek mięśniowych gryzoni. Główną przyczyną naszego sukcesu jest fakt, że systematycznie optymalizowaliśmy warunki naszych hodowli w trójwymiarowym hydrożelowym środowisku.
 

Nadzieja na przyszłość

Prof. Nenad Bursac twierdzi, że ich praca umożliwi innym naukowcom badanie fizjologii mięśni i ich odpowiedź na terapie lekowe w naczyniu laboratoryjnym, a nie tylko poprzez analizę ekspresji genów i białek. - Ponieważ możemy uzyskać ponad tysiąc małych mięśni z jednej biopsji, dysponujemy platformą do badania funkcjonalnego oraz toksycznego działania leków na mięśnie pochodzące od tego samego pacjenta. To stwarza możliwość nowych badań rozwojowych leków oraz projektowanie spersonalizowanych terapii. Z klinicystami z Uniwersytetu Duke’a zaczęliśmy przeprowadzać biopsje u grup pacjentów z chorobą mięśni w celu ich wyhodowania i potwierdzenia funkcjonalnych oraz biochemicznych odpowiedzi na terapie stosowane dotychczas.

Odpowiadając na pytanie, jak te badania w przyszłości wpłyną na terapie chorób mięśni, prof. Nenad Bursac twierdzi, że będą one ukierunkowane na zwiększenie wiarygodności tego systemu. Mogą być połączone z innymi systemami hodowli ludzkich komórek w jednej platformie in vitro, tworząc tzw. „body-on-a-chip”. Wyraża także nadzieję, że takie wielonarządowe ludzkie systemy mikrofizjologiczne będą bardziej predykcyjną metodą w porównaniu do testowania bezpieczeństwa i skuteczności leków na zwierzętach.

Aleksandra Kowalczyk