Notícia

Feixe muscular desenvolvido em laboratório reproduz a resposta do músculo humano a medicamentos

Divulgação, Revista Eletrônica eLife

Fonte

eLife

Data

sábado, 21 fevereiro 2015 12:50

Áreas

Biomecânica. Controle de Movimentos. Bioengenharia.

Cientistas têm desenvolvido, nos últimos anos, modelos realistas do fígado humano, pulmão e coração, o que permite observar o comportamento de tecidos vivos em laboratório. Estes modelos têm ajudado a entender melhor como esses órgãos funcionam e o que acontece de errado em doenças que afetam estes órgãos. Os modelos podem também ser usados para testar como novas drogas podem afetar um órgão em particular, sem o risco de expor os pacientes ao medicamento.

Por outro lado, pesquisas para desenvolver um modelo de laboratório realista do tecido músculo-esquelético humano que possa contrair como o músculo real não têm tido o sucesso esperado até agora. Esta lacuna tem potencialmente impedido o desenvolvimento de medicamentos para tratar inúmeras doenças que afetam músculos e movimentos em seres humanos, tais como distrofias musculares, que são doenças em que as pessoas perdem progressivamente a força muscular.

Alguns medicamentos importantes, como as estatinas para baixar o colesterol, resultam em efeitos prejudiciais ao tecido muscular. Como tal, seria útil dispor de modelos experimentais que permitam aos cientistas testar se potenciais medicamentos podem prejudicar ou tratar o tecido muscular.

Um avanço significativo neste campo foi publicado em janeiro de 2015 pelos pesquisadores Lauran Madden, Mark Juhas, William Kraus, George Truskey e Nenad Bursac, que publicaram na revista eletrônica eLife o artigo científico “Bioengineered human myobundles mimic clinical responses of skeletal muscle to drugs” (Feixes de músculo desenvolvidos por bioengenharia reproduzem respostas clínicas do tecido músculo-esquelético a drogas). A pesquisa foi desenvolvida na Universidade Duke, nos Estados Unidos.

Madden e colegas desenvolveram um modelo de laboratório tridimensional de tecido muscular vivo feito de células retiradas de biópsias de vários pacientes humanos diferentes. Estes tecidos foram cultivados em feixes de fibras musculares em estruturas poliméricas especiais no laboratório. Os feixes musculares assim desenvolvidos respondem a sinais elétricos e químicos e contraem como um músculo natural. Eles também exibem a mesma estrutura e sinalização do tecido muscular como em seres humanos saudáveis.

Veja o vídeo das contrações espontâneas do feixe muscular desenvolvido em laboratório:

http://static-movie-usa.glencoesoftware.com/mp4/10.7554/64/d1aaf28403535cd9e130f82b7875554ff00ece43/elife04885v001.mp4

Madden e colegas expuseram os feixes de tecido muscular a três medicamentos que afetam o músculo para determinar se o modelo pode ser utilizado para testar os efeitos dos fármacos. Este experimento revelou que os feixes tiveram contrações menores em resposta a estatinas e ao medicamento cloroquina (para malária), assim como os músculos normais fazem – e que este efeito se agrava caso seja usada quantidade maior de cada droga. A equipe do Dr. Madden também descobriu que um medicamento que reforça as contrações musculares em doses baixas e causa danos ao músculo em doses elevadas em humanos tem efeitos semelhantes no modelo.

Além do modelo desenvolvido ser utilizado para pesquisar os efeitos nocivos de drogas antes de ensaios clínicos, a técnica utilizada pode ser aplicada para recuperar o tecido muscular de pacientes com doenças musculares. Isso ajudaria a pesquisadores e médicos a entender melhor a condição do paciente e, potencialmente, desenvolver terapias mais eficientes. Além disso, a técnica pode ser, eventualmente, aplicada para reconstruir o tecido muscular saudável em pacientes com lesões musculares.

Fonte: eLife 2015;4:e04885; DOI: http://dx.doi.org/10.7554/eLife.04885. Imagem e Vídeo: Divulgação, eLife.

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