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I modelli muscolari imitano il diabete, informano la medicina personalizzata

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Livelli anormalmente elevati di zucchero nel sangue (glucosio) possono provocare il diabete di tipo 2 quando le cose vanno storte con il muscolo scheletrico del corpo, che svolge un ruolo chiave nella regolazione del glucosio.

Gli scienziati stanno utilizzando l’ingegneria muscolare scheletrica in vitro (in un piatto) per ottenere una migliore comprensione dei complessi fattori genetici e ambientali alla base del diabete. Ciò comporta il mettere i tessuti muscolari scheletrici sani cresciuti in laboratorio in uno stato simile al diabete – glucosio alto e insulina alta – o la crescita del muscolo scheletrico dalle cellule staminali muscolari dei pazienti diabetici.

In Biophysics Reviews , i ricercatori del Georgia Institute of Technology e della Emory University School of Medicine descrivono come l’ingegneria del muscolo scheletrico sia progredita in modo significativo negli ultimi decenni. Il recente sviluppo dell’utilizzo delle cellule staminali muscolari umane per far crescere il muscolo scheletrico 3D rende più facile esplorare il diabete negli esseri umani.

“Possiamo utilizzare il muscolo scheletrico cresciuto in laboratorio per catturare e studiare le caratteristiche della malattia del diabete”, ha affermato la coautrice Christina Sheng. “Inoltre, questi cosiddetti modelli in vitro consentono ai ricercatori di scoprire nuovi farmaci per il diabete. Molti scienziati stanno anche cercando di capire meglio come l’ esercizio fisico sia benefico per i pazienti diabetici attraverso questi modelli”.

I modelli di muscolo scheletrico in vitro stanno anche portando alla medicina personalizzata, in cui il muscolo di un singolo paziente può essere coltivato, studiato e testato per determinare se i nuovi farmaci funzioneranno per loro.

Generalmente, le cellule staminali muscolari vengono raccolte, ampliate in numero e seminate insieme. Quindi si fondono insieme per formare fibre muscolari multinucleate, creando muscoli scheletrici cresciuti in laboratorio.

Per imitare il diabete, i ricercatori trattano il muscolo scheletrico cresciuto in laboratorio con zucchero, insulina, grassi o cellule in eccesso che promuovono l’infiammazione e studiano come questi fattori influenzano la salute del muscolo scheletrico.

“Il nostro laboratorio del sistema bioibrido cresce ed esercita il muscolo scheletrico per studiare i fattori proteici sani secreti dai muscoli durante l’esercizio”, ha affermato il coautore Sung Jin Park. “Questi fattori proteici hanno il potenziale per curare il diabete, che rappresenta un crescente onere sociale, economico e medico in tutto il mondo”.

“La maggior parte dei modelli in vitro del muscolo scheletrico per l’esercizio e gli studi sul diabete sono bidimensionali”, ha affermato Park. “Sono necessari ulteriori sforzi per costruire modelli 3D per imitare meglio la struttura del muscolo scheletrico 3D umano, consentendo studi più traducibili”.

L’articolo è intitolato ” Modelli di muscolo scheletrico in vitro per il diabete di tipo 2 “.


Ulteriori informazioni: Modelli di muscolo scheletrico in vitro per il diabete di tipo 2, Biophysics Reviews (2022). DOI: 10.1063/5.0096420

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