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Forschenden am Terasaki Institute ist ein Durchbruch beim 3D-Bioprinting von muskelähnlichem Gewebe gelungen. Ihre neuartige Bioink enthält Mikropartikel für die langanhaltende Abgabe des Wachstumsfaktors IGF-1 und verbessert so das Muskelwachstum.
Der Verlust von Skelettmuskelgewebe durch Traumata, Krankheiten oder chirurgische Eingriffe führt nicht nur zu funktionellen Beeinträchtigungen, sondern schadet auch assoziierten Strukturen wie Blutgefäßen. Bisherige Therapieansätze, die auf die Verpflanzung von gesundem Muskelgewebe setzen, bringen oft unzureichende Ergebnisse, insbesondere im Bereich der Nervenversorgung.
Das Team von TIBI nutzt 3D-Bioprinting mit einer Bio-Tinte, die aus einer biokompatiblen Gelatine-basierten Hydrogel (GelMA), Myoblastenzellen und für die anhaltende Abgabe von IGF-1 konzipierten Mikropartikeln besteht. Laut ihrer Studie im Journal “Macromolecular Bioscience” fördert die nachhaltige Abgabe von IGF-1 die Reifung und strukturelle Ausrichtung von Muskelgewebe.
Die Forschenden nutzten mikrofluidische Systeme, um gleichmäßig große Mikropartikel herzustellen, die mit IGF-1 beschichtet waren. Dieses wurde über mehrere Tage kontinuierlich abgegeben, während die Mikropartikel sich abbauten. Eine Woche nach der Erstellung der muskulären Strukturen beobachteten die Forschenden verbesserte Myoblasten-Ausrichtung und Differenzierung in Myotuben. Interessanterweise begannen die Gewebestrukturen zehn Tage nach dem Bioprinting spontan zu kontrahieren.
“Die anhaltende Freisetzung von IGF-1 erleichtert die Reifung und Ausrichtung von Muskelzellen, was ein entscheidender Schritt bei der Reparatur und Regeneration von Muskelgewebe ist”, so Dr. Ali Khademhosseini, Direktor und CEO von TIBI. “Es besteht ein großes Potenzial, diese Strategie für die therapeutische Schaffung von funktionellem, kontraktilem Muskelgewebe einzusetzen.”
Dieser Ansatz könnte eine leistungsstarke Alternative zu bisherigen Therapien für Muskelverlust bieten und öffnet neue Türen für die regenerative Medizin, insbesondere in der Herstellung von funktionalen, kontraktilen Muskelgeweben.
