Por primera vez ingenieros biomédicos de la Universidad de Duke, han desarrollado tejido muscular humano funcional a partir de células madre pluripotentes inducidas. Los investigadores esperan que contar con la capacidad de poder generar músculo a partir de tejido no muscular, sirva de fundamento para el desarrollo de nuevas terapias celulares y tratamientos para enfermedades musculares.

Previamente, los investigadores pudieron cultivar fibras musculares utilizando pequeñas muestras de células humanas tomadas directamente del tejido muscular. Pero en esta nueva investigación, utilizaron las llamadas células madre pluripotentes, que pueden tomarse del tejido no muscular, como la piel o la sangre, y pueden producir cualquier célula o tejido en el cuerpo.

Los especialistas tomaron estas células madre y las diseñaron para que crecieran en células madre musculares, que sirvieron de base para crear tejido muscular funcional.

El Dr. Lingjun Rao, del Departamento de Ingeniería Biomédica de la UD y coautor del estudio, comentó:

Se han necesitado años de prueba y error, haciendo conjeturas y dando pasos infantiles para finalmente producir un músculo humano funcional a partir de células madre pluripotentes. Lo que marcó la diferencia son nuestras condiciones únicas de cultivo celular y la matriz 3-D, que permitió a las células crecer y desarrollarse mucho más rápido y por más tiempo que los enfoques de cultivo en 2-D que se usan tradicionalmente.

En el estudio, los investigadores muestran que después de dos a cuatro semanas de cultivo en 3-D, las células resultantes forman fibras musculares que se contraen y reaccionan a estímulos externos como impulsos eléctricos y señales bioquímicas que imitan las entradas neuronales al igual que el tejido muscular nativo.

Posteriormente implantaron las fibras musculares recién desarrolladas en ratones adultos y demostraron que sobreviven y funcionan durante al menos tres semanas, a la vez que se integran progresivamente en el tejido nativo a través de la vascularización. Sin embargo, el músculo no es tan robusto como el tejido muscular nativo.

A pesar de esto, las técnicas desarrolladas por el equipo tienen potencial para ayudar a los investigadores a entender las enfermedades musculares y desarrollar nuevas terapias regenerativas personalizadas.

Los autores de la investigación resaltan lo desafiante y emocionante que resulta contar con la perspectiva de estudiar raras enfermedades musculares.

Al respecto, el Dr. Nenad Bursac, autor principal del estudio, explicó:

Cuando los músculos de un niño ya están marchitándose por la enfermedad conocida como distrofia muscular de Duchenne, no sería ético tomar muestras de músculo de ellos y hacer más daño. Pero con esta técnica, podemos tomar una pequeña muestra de tejido no muscular, como la piel o la sangre, revertir estas las células a un estado pluripotente, y eventualmente hacer crecer una cantidad interminable de fibras musculares funcionales para evaluar.

Los investigadores ahora están perfeccionando su técnica para desarrollar músculos más robustos y comenzar a trabajar para desarrollar nuevos modelos de enfermedades musculares raras.