Stimolare le fibre muscolari con i magneti le fa crescere nella stessa direzione, allineando le cellule muscolari all’interno del tessuto, riferiscono i ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) e della Boston University il 20 ottobre sulla rivista Dispositivo. I risultati offrono ai ricercatori medici un modo più semplice e meno dispendioso in termini di tempo per programmare l’allineamento delle cellule muscolari, che è fortemente legato alla sana funzione muscolare.
“La capacità di creare muscoli allineati in un ambiente di laboratorio significa che possiamo sviluppare tessuti modello per comprendere i muscoli negli stati sani e malati e per sviluppare e testare nuove terapie che combattono lesioni o malattie muscolari”, afferma l’autore senior Ritu Raman, un ingegnere del MIT. . Una migliore comprensione delle regole che governano la crescita muscolare potrebbe avere applicazioni anche nella robotica, aggiunge.
In una precedente indagine, Raman e colleghi avevano scoperto che “esercitare” le fibre muscolari facendole contrarre in risposta alla stimolazione elettrica per 30 minuti al giorno nel corso di 10 giorni rendeva le fibre più forti. Questa volta, i ricercatori volevano esplorare se la stimolazione meccanica delle fibre muscolari nello stesso arco di tempo (piuttosto che lasciarle rispondere da sole) avrebbe avuto lo stesso risultato. Per indagare, hanno sviluppato un metodo per stimolare meccanicamente il tessuto muscolare che differisce dalle tipiche tecniche di laboratorio.
“In genere, quando le persone vogliono stimolare meccanicamente i tessuti in un ambiente di laboratorio, afferrano il tessuto da entrambe le estremità e lo muovono avanti e indietro, allungando e comprimendo l’intero tessuto”, ha detto Raman. “Ma questo non imita realmente il modo in cui le cellule comunicano tra loro nel nostro corpo. Volevamo controllare spazialmente le forze tra le cellule all’interno di un tessuto, abbinando i sistemi nativi.”
Per stimolare le cellule muscolari in un modo più realistico, Raman e il suo team hanno coltivato le cellule in una capsula Petri su un gel morbido che conteneva particelle magnetiche. Quando muovevano un magnete avanti e indietro sotto il gel, anche le particelle si muovevano avanti e indietro, il che “fletteva” le cellule. I ricercatori hanno potuto controllare con precisione il modo in cui il gel si muoveva e, a sua volta, l’entità e la direzione delle forze sperimentate dalle cellule al suo interno, modificando la forza e l’orientamento del magnete. Per misurare l’allineamento delle fibre muscolari all’interno dei tessuti e se si contraevano in sincronia, i collaboratori del team dell’Università di Boston hanno sviluppato un software personalizzato che tracciava automaticamente i video del muscolo e generava grafici del suo movimento.
“Siamo rimasti molto sorpresi dai risultati del nostro studio”, ha detto Raman. Anche se la stimolazione meccanica delle fibre muscolari nel corso di un periodo di 10 giorni non sembrava renderle più forti, le faceva crescere tutte nella stessa direzione.
“Inoltre, siamo stati entusiasti di scoprire che, quando abbiamo attivato la contrazione muscolare, il muscolo allineato batteva in modo sincrono, mentre il muscolo non allineato non batteva ritmicamente”, ha detto Raman. “Ciò ha confermato la nostra comprensione che la forma e la funzione dei muscoli sono intrinsecamente connesse e che il controllo della forma può aiutarci a controllare la funzione.”
Raman e colleghi intendono portare avanti lo studio indagando su come i diversi regimi di stimolazione meccanica influiscono sia sulle fibre muscolari sane che su quelle malate. Inoltre, intendono studiare come la stimolazione meccanica influisce su altri tipi di cellule.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com