Para peneliti di Universitas Negeri Utah menggunakan sutra ulat sutera untuk menumbuhkan sel otot rangka, memperbaiki metode tradisional kultur sel dan mudah-mudahan mengarah pada perawatan yang lebih baik untuk atrofi otot.

Ketika para ilmuwan mencoba memahami penyakit dan menguji pengobatan, mereka biasanya menumbuhkan sel model pada permukaan plastik datar (pikirkan cawan petri). Tetapi sel yang tumbuh pada permukaan dua dimensi memiliki keterbatasan, terutama karena jaringan otot berbentuk tiga dimensi. Jadi, peneliti USU mengembangkan permukaan kultur sel tiga dimensi dengan menumbuhkan sel pada serat sutra yang dililitkan di sekitar sasis akrilik. Tim menggunakan sutera ulat sutera asli dan transgenik, yang terakhir dihasilkan oleh ulat sutera yang dimodifikasi dengan gen sutera laba-laba.

Sutra ulat sutra asli telah digunakan sebelumnya sebagai model kultur sel tiga dimensi, tetapi ini adalah pertama kalinya sutra ulat sutra transgenik digunakan untuk pemodelan otot rangka. Elizabeth Vargis, Matthew Clegg, dan Jacob Barney dari Departemen Teknik Biologi, dan Justin Jones, Thomas Harris, dan Xiaoli Zhang dari Departemen Biologi menerbitkan temuan mereka di ACS Biomaterials Science & Engineering .

Sel yang tumbuh di atas sutra ulat sutra terbukti lebih mirip dengan otot rangka manusia daripada yang tumbuh di permukaan plastik biasa. Sel-sel ini menunjukkan peningkatan fleksibilitas mekanis dan peningkatan ekspresi gen yang diperlukan untuk kontraksi otot. Sutra ulat sutra juga mendorong penyelarasan serat otot yang tepat, elemen yang diperlukan untuk pemodelan otot yang kuat.

Otot rangka bertanggung jawab untuk menggerakkan kerangka, menstabilkan persendian, dan melindungi organ dalam. Kerusakan otot-otot ini bisa terjadi karena berbagai alasan, dan bisa terjadi dengan cepat. Misalnya, setelah hanya dua minggu imobilisasi, seseorang bisa kehilangan hampir seperempat kekuatan otot paha depan mereka. Memahami bagaimana otot dapat berhenti tumbuh dengan sangat cepat harus dimulai pada tingkat sel, dengan sel yang tumbuh untuk mewakili kenyataan dengan lebih baik.

“Tujuan utama dari penelitian saya adalah untuk membangun model in vitro yang lebih baik,” kata Elizabeth Vargis, profesor teknik biologi di USU. “Para peneliti menumbuhkan sel pada platform 2D ini, yang tidak super realistis, tetapi memberi kami banyak informasi. Berdasarkan hasil tersebut, mereka biasanya bertransisi menjadi model hewan, kemudian mereka beralih ke uji klinis, di mana sebagian besar dari mereka gagal. Saya mencoba menambahkan langkah pertama itu dengan mengembangkan model in vitro yang lebih realistis dari jaringan normal dan yang sakit.”