Los avances en biomedicina son increíbles. Recientemente, un equipo de ingenieros biomédicos de la Universidad de Duke, en Estados Unidos, han conseguido crear un músculo muy parecido al real que es capaz de curarse a sí mismo. El experimento ha sido realizado en ratones, en los que el músculo esquelético conseguido se asimejaba mucho al real. Este músculo conseguía regenerarse tanto en el laboratorio como en el propio animal.
El estudio realizado probó el músculo biodiseñado mirando, literalmente, a través de una ventana en la parte trasera del ratón vivo. La nueva técnica permitió la monitorización en tiempo real de la integración de los músculos y la maduración dentro de un recinto mientras el animal caminaba.
“Tanto el músculo cultivado en el laboratorio como las técnicas experimentales utilizadas son pasos importantes hacia la consecución de un músculo viable para el estudio de enfermedades y el tratamiento de lesiones”, dijo Nenad Bursac, profesor asociado de ingeniería biomédica de la Duke. «El músculo que hemos hecho representa un importante avance para el campo», dijo Bursac. «Es la primera vez que los músculos biodiseñados se han contraido con tanta fuerza como el músculo esquelético neonatal nativo.»
A través de años de perfeccionar sus técnicas, un equipo dirigido por Bursac y el estudiante graduado Marcos Juhas descubrió que preparar mejor a los músculos requiere de dos cosas: fibras musculares contráctiles bien desarrolladas y una piscina de las células madre musculares, conocidas como células satélite.
Cada músculo tiene células satélite en reserva, listas para activarse después de la lesión y comenzar el proceso de regeneración. La clave para el éxito del equipo fue la creación con éxito los microambientes – llamados nichos – donde estas células madre esperan su llamada al deber.
Para poner el músculo a prueba, los ingenieros, mediante la estimulación con pulsos eléctricos, midieron su fuerza contráctil, demostrando que era 10 veces más fuerte que cualquier músculo biodiseñado anteriormente. Luego lo dañaron con una toxina que se encuentra en el veneno de serpiente para demostrar que las células satélite podrían activar, multiplicar y curar con éxito las fibras musculares lesionadas.
Esto mismo lo probaron posteriormente en ratones.
Con la ayuda de Greg Palmer, profesora asistente de oncología de radiación en la Escuela de Medicina de la Universidad de Duke, el equipo insertó un músculo cultivada en el laboratorio en una pequeña oquedad en la espalda de ratones vivos. A continuación, cubrieron esta zona con un panel de vidrio. Cada dos días durante dos semanas, Juhas fotografió los músculos implantados por la ventana para comprobar su progreso.
Al modificar genéticamente las fibras musculares para producir destellos fluorescentes durante los picos de calcio – que causan los músculos la contraerse – los investigadores pudieron observar que los destellos se volvían más brillantes cuando el músculo se hacía más fuerte.
«Pudimos ver y medir en tiempo real cómo crecieron los vasos sanguíneos en las fibras musculares implantadas, y cómo maduraron hasta igualar la fuerza de su contraparte nativa», dijo Juhas.
Los ingenieros están empezando a trabajar para ver si su músculo biodiseñado puede usarse para reparar lesiones musculares reales y enfermedades en humanos
«¿Puede vascularizar, inervan y reparar la función del músculo dañado?» preguntó Bursac. «Eso es lo que vamos a trabajar en los próximos años.»