Científicos de la Universidad de Duke han logrado desarrollar el primer músculo esquelético artificial que al igual que el músculo nativo es capaz de contraerse y curarse a sí mismo tanto en el laboratorio como al integrarse en ratones.
El equipó probó el músculo de bioingeniería en la parte trasera de un ratón vivo. La nueva técnica permitió monitorear en tiempo real de la integración de los músculos y su maduración dentro de un animal vivo que camina.
“Tanto el músculo cultivado en el laboratorio como las técnicas experimentales son pasos importantes para hacer crecer músculos viables para el estudio de enfermedades y el tratamiento de lesiones. El músculo que hemos hecho representa un importante avance para el campo. Es la primera vez que se crean músculos de ingeniería que se contraen con tanta fuerza como el músculo esquelético nativo”, dijo Nenad Bursac, responsable de la investigación.
Mediante años de perfeccionamiento de sus técnicas, el equipo descubrió que para fabricar mejor los músculos requiere dos cosas: fibras musculares contráctiles bien desarrolladas y un grupo de células madre musculares conocidas como células satélite.
Cada músculo tiene células satélite de reserva, listas para activarse después de una lesión y comenzar el proceso de regeneración. La clave para el éxito de estos científicos fue crear con éxito los microambientes, llamados nichos, donde estas células madre esperan la llamada para ponerse a trabajar. “El músculo bien desarrollado que fabricamos proporciona nichos para que vivan células satélite y, cuando sea necesario, restauren la musculatura robusta y su función”, agrego.
Para poner su músculo a prueba, los ingenieros lo estimularon con pulsos eléctricos y midieron su fuerza contráctil, demostrando que era diez veces más fuerte que cualquier músculo de ingeniería diseñado previamente. Estos expertos lo dañaron con una toxina que se encuentra en el veneno de serpiente para demostrar que las células satélite podrían activarse, multiplicarse y curar con éxito las fibras musculares lesionadas.
Además para su estudio y monitoreo los científicos modificaron genéticamente las fibras musculares para produjeran destellos fluorescentes durante los picos de calcio, que hacen que los músculos se contraigan, los investigadores pudieron observar cómo los destellos se vuelven más brillantes cuando el músculo se hizo más fuerte. “Pudimos ver y medir en tiempo real cómo crecieron los vasos sanguíneos en las fibras musculares implantadas, curándose con la misma fuerza que su contraparte nativa”.
Referencia: Universidad de Duke