Spierkracht meten in het 3D-muscle-on-a-chip model

Achtergrond van het onderzoek

Het ontwikkelen van een medicijn is een lang en kostbaar proces. Een belangrijke stap hierin is het testen van de medicijn in het laboratorium op celmodellen en proefdieren. Maar cellen en dieren reageren vaak niet hetzelfde op medicijnen als mensen. En veel medicijnen die hoopvolle resultaten laten zien in het laboratorium, blijken bij mensen niet het gewenste effect te geven. Daarom is in een eerder onderzoek de 3D-spier ontwikkeld. Dit is een kleine levende, menselijke modelspier. De 3D-spier kan bewegen en samentrekken, net zoals een echte spier. Bovendien zijn de 3D-spiertjes gekoppeld aan een chip die de bewegingen kan meten. De 3D-spier – of ‘muscle-on-a-chip’ – betekent een enorme stap vooruit voor onderzoek naar spierziekten en mogelijke medicijnen.

Doel van het onderzoek

Het doel van dit onderzoek is om niet alleen de krachten van de hele 3D-spiertjes te meten, maar ook van de kleinste eenheden van de spier, de sarcomeren. Hiervoor ontwikkelen de onderzoekers een nieuw systeem. Zo kan nog nauwkeuriger worden bepaald wat er misgaat in de spieren van mensen met ziekte van Pompe of FSHD, de twee spierziekten waarvoor de eerste muscle-on-a-chip modellen zijn ontwikkeld. In de toekomst kan het systeem ook voor andere spierziekten toegepast worden.

Eindresultaten

De onderzoekers hebben een systeem ontwikkeld om de kracht van de kleinste spiereenheden (de sarcomeren) te meten. Ze hebben het systeem vervolgens toegepast op volwassen 3D-spieren met de ziekte van Pompe of FSHD. Hierbij vonden ze zowel ziekte-specifieke effecten als geen effecten. Dit is het eerste bewijs van de haalbaarheid van zulke gevoelige metingen. Daarmee kan deze technologie helpen bij het begrijpen van ziektemechanismen en therapieën.