Ingenieros biomédicos de la Universidad de Duke, en Durham, Carolina del Norte, Estados Unidos, han hecho crecer músculo esquelético vivo muy parecido al real: se contrae con fuerza y rapidez, se integra rápidamente en los modelos experimentales en los que se probó, y por primera vez, demuestra la capacidad de curarse a sí mismo, tanto en el laboratorio como en el interior de un organismo vivo.
El equipó probó el músculo de bioingeniería estudiándolo en un modelo experimental vivo. La nueva técnica se describe en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
Tanto el músculo cultivado en el laboratorio como las técnicas experimentales son pasos importantes para hacer crecer músculo viable para el estudio de enfermedades y el tratamiento de lesiones, destaca uno de los autores, el doctor Nenad Bursac, profesor asociado de Ingeniería Biomédica en Duke. ' Es la primera vez que se crean músculos de ingeniería que se contraen con tanta fuerza como el músculo esquelético nativo', afirmó Bursac.
Mediante años de perfeccionamiento de sus técnicas, un equipo dirigido por Bursac y Marcos Juhas descubrió que fabricar mejor los músculos requiere dos elementos: fibras musculares contráctiles bien desarrolladas y un grupo de células madre musculares, las 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'.
Para poner su músculo a prueba, los ingenieros lo estimularon 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 restaurar con éxito las fibras musculares lesionadas.
Después las estudiaron in vitro y también in vivo en un modelo experimental. Con la ayuda de Greg Palmer, profesor de Oncología Radioterápica en la Escuela de Medicina de la Universidad de Duke, el equipo insertó su músculo cultivado en el laboratorio con una pequeña cámara colocada en la espalda de modelos experimentales vivos. Cada dos días durante dos semanas, Juhas fotografió los músculos implantados para comprobar su progreso.
Al modificar genéticamente las fibras musculares para producir 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', subraya Juhas.