< Terug naar vorige pagina

Project

Ontwikkeling van een 3D humaan skeletspier co-cultuur om atrofie en hypertrofie te bestuderen

Het vooropgestelde doel voor dit vierjarige doctoraatsproject is om een 3D-cocultuursysteem van menselijke skeletspieren te ontwikkelen, om daarmee atrofie en hypertrofie beter te kunnen bestuderen. Daartoe beogen we het huidige in vitro BAM-model (i.e. bio-artifical muscle) verder uit te werken, waarmee menselijke skeletspieren beter nagebootst kunnen worden. Op dit moment maken we in ons laboratorium bioartificële spieren aan door menselijke myogene cellen in een 3D-extracellulaire matrix (van hydrogel) tussen twee aanknopingspunten te differentiëren, wat in een gealigneerde myotubevorming resulteert. Een cocultuur van myogene cellen en epitheelcellen maakt het mogelijk om een vasculair netwerk te creëren binnen de gevormde myovezels. De vascularisatie van BAM-modellen is niet alleen belangrijk voor de aanvoer van zuurstof en voedingsstoffen, maar ook de afvoer van metabolische afvalproducten uit cellen. Het type endotheelcellen dat het vaakst wordt gebruikt voor prevascularisatie zijn HUVEC’s, i.e. endotheelcellen uit aders van een menselijke navelstreng. In spieren, echter, worden vooral microvasculaire cellen gebruikt. In een eerste fase leggen we ons dan ook toe op een vergelijking tussen microvasculaire spiercellen en HUVEC’s, om de hypothese te staven dat microvasculaire spiercellen voor een betere prevascularisatie van BAM-modellen zorgen dan HUVEC’s. Daarnaast zullen we ook een protocol beschrijven om microvasculaire cellen te isoleren uit menselijk spierweefsel. In een tweede fase onderzoeken we myotubevorming door menselijke myogene voorlopercellen afgeleid van iPSC’s. Het doel is om BAM-modellen op basis van menselijke myogene precursoren, afgeleid van iPSC’s, en primaire myoblasten met elkaar te vergelijken. Daarmee willen we achterhalen of myogene cellen afgeleid van iPSC’s even goed of beter presteren dan satellietcellen wat betreft de vorming van myotubes. Het voordeel van iPSC’s is dat ze kunnen worden aangewend om patiëntspecifieke spieren aan te maken. Tijdens de derde fase van het project leggen we ons toe op de maturatie van BAM-modellen via elektromechanische stimulatie, om de maturiteit en functionaliteit van myovezels verder te verbeteren. We onderzoeken of elektrische en mechanische stimulatie aan de ene kant leiden tot een betere cellulaire organisatie, en aan de andere kant tot geavanceerde mechanische eigenschappen van weefselgemanipuleerde spierconstructen. Bovendien wordt aangenomen dat elektrische en mechanische stimulatie de stabiliteit en maturiteit van endotheelnetwerken ten goede komen. Een uitgewerkt stimulatieprotocol zal het ons verder mogelijk maken om hypertrofie- en atrofie-omstandigheden na te bootsen. Tijdens de vierde en laatste fase, ten slotte, ligt de focus op het toepassen van het (binnen WP 1-3) fysiologisch verbeterde BAM-model om atrofische en hypertrofische effecten te onderzoeken. Het uiteindelijke doel van dit doctoraatsproject is de relevantie aantonen van een fysiologisch verbeterd BAM-model voor onderzoek naar atrofie en hypertrofie.

Datum:12 nov 2020 →  Heden
Trefwoorden:Tissue Engineering, Bio-artificial muscle (BAM), Muscle atrophy, Muscle hypertrophy, Skeletal muscle, Vascularization
Disciplines:Weefselengineering, Regeneratieve geneeskunde niet elders geclassificeerd
Project type:PhD project