Tecido muscular de engenharia tem um grande potencial na medicina regenerativa, como modelo de doença e também como uma fonte alternativa para a carne. Aqui descreve-se a engenharia de uma construção de músculo, neste caso, a partir de células progenitoras, mioblastos de rato e a estimulação por pulsos eléctricos.
Tecidos musculares engenharia pode ser utilizado para diversos fins, que incluem a produção de tecidos para utilização como um modelo de doença in vitro, por exemplo, para estudar as úlceras de pressão, para a medicina regenerativa e como uma alternativa a carne 1. As primeiras construções relatados musculares 3D foram feitos há muitos anos e pioneiros no campo são Vandenburgh e colegas 2,3. Avanços na engenharia de tecidos músculo não são apenas o resultado do ganho enorme no conhecimento de fatores bioquímicos, células-tronco e células progenitoras, mas estão em base particular em conhecimentos obtidos por pesquisadores que os fatores físicos desempenham papéis essenciais no controle do comportamento de células e tecidos de desenvolvimento. Estado-da-arte da engenharia muscular constrói atualmente consistem de construções de células-povoadas de hidrogel. No nosso laboratório que geralmente são constituídos por células mioblastos de murino progenitoras isoladas, a partir de murinos músculos dos membros posteriores ou de uma linha celular C2C12 de mioblastos de murino, mixado com uma mistura de colagénio / Matrigel e semeadas entre dois pontos de ancoragem, que imita os ligamentos musculares. Outras células podem ser considerados, bem como, por exemplo, linhas celulares alternativos, tais como os mioblastos L6 de rato neonatal musculares 4, células progenitoras, células derivadas 5 derivadas de tecidos musculares adultas a partir de outras espécies, tais como 6 humana ou células pluripotentes estaminais ainda induzidas (células iPS) 7 . Contractilidade celular faz com que o alinhamento das células ao longo do eixo longitudinal da construção de 8,9 e diferenciação das células progenitoras musculares após cerca de uma semana de cultura. Além disso, a aplicação de estimulação eléctrica pode melhorar o processo de diferenciação, em certa medida 8. Devido ao seu tamanho limitado (8 x 2 x 0,5 mm) do tecido completo pode ser analisada utilizando microscopia confocal para monitorar a viabilidade por exemplo, diferenciação de células e de alinhamento. Dependendo da aplicação específica, os requisitos para a engineetecido muscular vermelho pode variar; por exemplo, utilização em medicina regenerativa requer o escalonamento do tamanho dos tecidos e a vascularização, enquanto para servir como uma tradução alternativa a outras espécies de carne é necessário.
A engenharia de tecidos musculares tem um grande potencial para a utilização como um modelo de doença, para a triagem de drogas, em medicina regenerativa e para a produção de carne. No entanto, os requisitos para estas aplicações variar. Optou-se por trabalhar com uma combinação de colagénio e de matrigel, porque permite o alinhamento de colagénio e células porque as células progenitoras mioblastos requerem a presença de proteínas de membrana basal derivadas, tal como determinado em estudos anteriores 2D …
The authors have nothing to disclose.
Os autores querem agradecer Yabin Wu para cultura dos tecidos apresentados na Figura 2, a foto foi tirada por Bart van Overbeeke. O trabalho foi financiado pela SenterNovem, ISO 42022 concessão.
Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
Matrigel-growth factor reduced | Beckton and Dickinson | ||
DMEM (high glucose)* | Gibco | 42430 | |
Advanced DMEM | Gibco | 12491 | |
Horse serum | Gibco | 65050-122 | |
Fetal bovine serum | Greiner | 758075 | |
0.45 and 0.22 μm syringe filter* | Whatmann (Schleicher and Scheull) | 10462100 | |
L-glutamine | Gibco | 25030024 | |
Penicillin/streptomycin | Gibco | 10378016 | |
Amphotericin | Gibco | 15290-018 | |
Culture plastic | Greiner | Includes culture flasks and pipettes | |
Chick embryo extract | United States Biological | C3999 | |
Pasteur pipette* | Hilgenberg | Pasteur pipettes, with constriction, with cotton, open tip L: 230 mm with tip diameter of 0,9 – 1,1 mm | |
Pasteur pipette* | Hilgenberg | Pasteur pipettes, with constriction, with cotton, open tip L: 230 mm with tip diameter of 1,4 – 1,6 mm | |
Pasteur pipette | VWR | 612-1702 | |
Collagenase type I* | Sigma | C0130-16 | |
40 μm cell strainer* | BD Falcon | 352340 | |
19G needle | |||
Elastomer | Dow Corning corporation | 3097358-1004 | Silastic MDX 4-4210# |
Curing agent | Dow Corning corporation | Silastic MDX 4-4210# | |
Velcro | Regular store | You can buy this at a regular store, only use the soft side | |
Collagen type I, rat tail | BD Biosciences | 3544236 | |
C-Pace EP Culture Pacer | Ionoptix | ||
6-well culture dishes for electrical stimulation | Beckton Dickinson-Falcon | BD Falcon #353846 | |
C-Dish culture dish electrodes | Ionoptix | ||
* Needed for the isolation of cells (point 1.1) # Together in one kit |