Magnetická „cvičebná podložka“ pomáha svalovým bunkám spolupracovať

Vedci vytvorili gélovú podložku s obsahom magnetov, ktorá simuluje mechanické sily pôsobiace na svalové bunky počas cvičenia. Nová „cvičebná podložka“ by mohla pomôcť pri testovaní liečby ľudí so svalovými zraneniami a nervovo-svalovými ochoreniami alebo pri pestovaní umelých svalov na použitie v mäkkých robotoch. Bunky v tele komunikujú prostredníctvom kombinácie chemických, elektrických a mechanických signálov, najmä počas cvičenia. Pri bunkách vyrobených v laboratóriu býva vytvorenie živého vzájomného mechanického kontaktu medzi bunkami ťažké, pretože môže často spôsobiť poškodenie buniek.

Výskumníci z MIT vytvorili nepoškodzujúci spôsob simulácie mechanických účinkov, ktorým sú vystavené bunky kostrového svalstva počas cvičenia. Možno si to predstaviť ako cvičebnú podložku pre bunky. Zvolili si magnety ako spôsob, ako vystaviť svalové bunky pravidelným a opakovaným mechanickým silám bez toho, aby došlo k ich poškodeniu. Po zmiešaní komerčne dostupných magnetických nanočastíc s gumovitým silikónovým roztokom sa zmes vytvrdila vo forme, potom ju nakrájali na veľmi tenké tyčinky.

Vytvoril sa prototyp podložky pozostávajúci zo štyroch magnetických tyčiniek mierne vzdialených od seba a vložených medzi dve vrstvy hydrogélu. Svalové bunky boli umiestnené na povrch podložky a kruhové bunky sa postupne predlžovali a spájali so susednými bunkami, čím sa vytvorili vlákna. Pod gélovú podložku vedci umiestnili externý magnet na koľaj a naprogramovali ho, aby sa pohyboval tam a späť. V reakcii na to sa pohybovali magnety zabudované v géle, čím sa gél rozkýval a vytváral sily podobné tým, ktoré by bunky zažívali počas skutočného cvičenia.

Bunky „cvičili“ 30 minút denne počas 10 dní. Ako kontrola slúžila skupina necvičených svalových buniek. Vedci zistili, že mechanicky stimulované bunky vyzerali veľmi odlišne od kontrolných buniek. Cvičené bunky narástli dlhšie a do vlákien, ktoré boli zarovnané rovnakým smerom. Naopak, kontrolné bunky mali tendenciu zostať kruhové a boli zarovnané náhodne. 

Výskumníci tvrdia, že nový „tréningový gél“ sa môže použiť ako rýchly a neinvazívny spôsob tvarovania svalových vlákien a skúmania ich reakcie na cvičenie, čo by mohlo pomôcť identifikovať terapie, ktoré pomôžu ľuďom zotaviť sa zo svalových zranení a nervovo-svalových porúch. Na géle plánujú pestovať aj iné typy buniek, aby mohli skúmať, ako reagujú na „cvičenie“. Štúdia bola uverejnená v časopise Device

Zdroj: newatlas.com.