Des taux anormalement élevés de sucre dans le sang (glucose) peuvent entraîner un diabète de type 2 lorsque les choses tournent mal avec le muscle squelettique du corps, qui joue un rôle clé dans la régulation du glucose.
Les scientifiques utilisent l’ingénierie des muscles squelettiques in vitro (dans une boîte) pour mieux comprendre les facteurs génétiques et environnementaux complexes qui sous-tendent le diabète. Cela implique de mettre des tissus musculaires squelettiques sains cultivés en laboratoire dans un état ressemblant au diabète (glycémie élevée et insuline élevée) ou de développer du muscle squelettique à partir de cellules souches musculaires de patients diabétiques.
Dans Revues de biophysique, d’AIP Publishing, des chercheurs du Georgia Institute of Technology et de la Emory University School of Medicine décrivent comment l’ingénierie des muscles squelettiques a considérablement progressé au cours des dernières décennies. Le développement récent de l’utilisation de cellules souches musculaires humaines pour développer du muscle squelettique 3D facilite l’exploration du diabète chez l’homme.
Nous pouvons utiliser le muscle squelettique développé en laboratoire pour capturer et étudier les caractéristiques de la maladie du diabète. De plus, ces modèles dits in vitro permettent aux chercheurs de découvrir de nouveaux médicaments contre le diabète. De nombreux scientifiques tentent également de mieux comprendre comment l’exercice est bénéfique pour les patients diabétiques via ces modèles. »
Christina Sheng, co-auteur
Les modèles de muscle squelettique in vitro mènent également à une médecine personnalisée, dans laquelle le muscle d’un patient peut être cultivé, étudié et testé pour déterminer si de nouveaux médicaments fonctionneront pour lui.
Généralement, les cellules souches musculaires sont récoltées, augmentées en nombre et ensemencées ensemble. Ensuite, ils fusionnent pour former des fibres musculaires multinucléées, créant du muscle squelettique développé en laboratoire.
Pour imiter le diabète, les chercheurs traitent les muscles squelettiques développés en laboratoire avec un excès de sucre, d’insuline, de graisses ou de cellules qui favorisent l’inflammation et étudient comment ces facteurs affectent la santé des muscles squelettiques.
« Notre laboratoire de système biohybride développe et exerce les muscles squelettiques pour étudier les facteurs protéiques sains sécrétés par les muscles pendant l’exercice », a déclaré le co-auteur Sung Jin Park. « Ces facteurs protéiques ont le potentiel de traiter le diabète, qui représente un fardeau social, économique et médical croissant dans le monde entier. »
« La plupart des modèles in vitro de muscles squelettiques pour les études sur l’exercice et le diabète sont bidimensionnels », a déclaré Park. « Davantage d’efforts sont nécessaires pour construire des modèles 3D afin de mieux imiter la structure musculaire squelettique humaine en 3D, permettant des études plus traduisibles. »
