第一次感染人类肌肉生长在实验室

在实验室首先,杜克大学的研究人员已经人类骨骼肌合同和反应就像原生组织外部的刺激如电脉冲,生化信号和药品。

实验室培养的组织应该很快让研究人员测试新的药物和疾病研究人体功能之外的人类肌肉。

这项研究是由Nenad Bursac,杜克大学生物医学工程副教授,博士后研究员和Lauran Madden Bursac的实验室。似乎在开放获取期刊eLife 1月13日。

“这项工作的美在于它可以作为一个测试床临床试验的一道菜,“Bursac说。“我们正在测试药物的疗效和安全性,而不会危及病人的健康和繁殖的功能和生化信号医保罕见的和那些使肌肉活检困难。”

Bursac和马登开始小样本的人体细胞已经处于干细胞但还没有成为肌肉组织。他们扩大了这些“肌原性的前兆”一个多1000倍,然后放进一个支持性的,3 d脚手架充满营养凝胶,允许他们形成一致和功能的肌肉纤维。

“我们有丰富的经验制造人工生物肌肉从动物细胞在实验室里,和它仍然花了一年的调整变量如细胞和凝胶密度和优化文化矩阵和媒体让这项工作与人类肌肉细胞,”马登说。

马登新肌肉接二连三的测试来确定密切与本机在人体组织。她发现,肌肉强劲收缩电stimuli-a首次人类肌肉生长在一个实验室。她还表明,该信号通路允许神经激活肌肉完好无损和功能。

肌肉是否可以作为一个代理医疗测试,Bursac和马登研究应对各种各样的药物,包括使用他汀类药物降低胆固醇和瘦肉精,药品标示外使用被称为一个性能增强剂为运动员。

药物的影响与人类患者。他汀类药物的剂量依赖性反应,导致异常高浓度的脂肪堆积。瘦肉精显示一条狭窄的有益的窗口增加收缩。这两种效应一直在记录人类。瘦肉精不损害肌肉组织在啮齿动物的剂量,显示实验室培养肌肉正在给一个真正的人类反应。

“我们的目标之一是使用这种方法为患者提供个性化医疗”Bursac说。“我们可以从每个病人活检,增长许多新的肌肉作为测试样品和实验看到哪些药物最适合每个人。”

这个目标可能不是很远;Bursac已经致力于研究与临床医生杜克包括德怀特Koeberl,副教授儿科到尝试关联患者疗效的药物影响的人造肌肉。Bursac集团也在努力发展人类肌肉收缩使用诱导多能干细胞代替活检细胞。

“有一些疾病,比如杜氏肌肉营养不良症,使肌肉活检困难,“Bursac说。“如果我们能种植工作,可测试的肌肉从诱导多能干细胞,我们可能需要一个皮肤或血液样本和从来没有再打扰病人。”

其他调查人员参与这个研究包括乔治•Truskey r·尤金和苏茜大肠古德森教授,生物医学工程与研究的高级副院长普拉特学院的工程,和威廉·克劳斯,生物医学工程教授,杜克大学医学和护理。

这项研究是由国家卫生研究院的基金,R01AR055226 R01AR065873研究所的关节炎和肌肉骨骼和皮肤疾病和UH2TR000505 Microphysiological系统来自美国国立卫生研究院共同基金计划。