کشف راهی ساده برای اندازه‌گیری میزان قدرت میوتوب ها

محققان دانشگاه متروپولیتن توکیو راهی برای توصیف نیروی ایجاد شده از انقباض میوتوب ها (پیش سازه های فیبرعضله اسکلتی) و ترکیبی از تحریک الکتریکی و تجزیه و تحلیل چین‌های موجود در بستر سیلیکونی روی آن را ابداع کرده اند.

به گزارش تک ناک، روش‌های موجود تکیه بر توده عضلانی یا تشخیص پروتئین‌های خاص دارند که هر دو، چندان با قدرت عضلانی همبستگی ندارند. اندازه گیری دقیق قدرت میوتوب نوید غربالگری موثرتر اهداف دارویی برای درمان آتروفی عضلانی را می دهد.

آتروفی عضلانی، افت تدریجی بافت عضلانی، می تواند تأثیر مخربی بر کیفیت زندگی داشته باشد و بر طول عمر تأثیر می گذارد. این اثرات به‌ویژه در جمعیت‌های سالخورده به‌شدت احساس می‌شود، در جایگاهی که هزینه‌های قابل توجهی برای مداخلات پزشکی و مراقبت روزانه نیز خرج می‌شود. این امر درمان و پیشگیری از آتروفی عضلانی را به یک موضوع کلیدی برای جامعه تبدیل می کند.

اما واقعیت این است که درمان‌های آتروفی عضلانی بسیار محدود است. یکی از چالش‌هایی که برای محققان محدودیت ایجاد می‌کند، فقدان یک سیستم غربالگری مؤثر برای اهداف دارویی جدید، به‌ویژه اینکه چگونه ترکیبات مختلف بر قدرت عضلانی تأثیر می‌گذارند، است.

میوتوب‌ ها، گروه‌های استوانه‌ای سلول‌ها که تارهای عضلانی را تشکیل می‌دهند، می‌توانند در آزمایشگاه جدا شوند و در محیط‌ های مختلف بیوشیمیایی مورد مطالعه قرار گیرند، اما اندازه‌گیری شدت انقباض آنها همچنان دشوار است. به همین دلیل است که روش‌های موجود به معیارهای غیرمستقیم، مانند توده عضلانی یا بیان پروتئینی، نگاه می‌کنند، اما اینها همیشه به شدت با قدرت کشش آن‌ها ارتباط ندارند.

در گذشته، این مساله حتی به تولید داروهای به ظاهر امیدوارکننده‌ای منجر شده بود که به آزمایش‌های بالینی راه پیدا کرد، اما مشخص شد که منجر به بهبود قدرت عضلانی نمی‌شود.اکنون، تیمی از محققان به سرپرستی دانشیار یاسوکو مانابه از دانشگاه متروپولیتن توکیو، راهی ساده برای اندازه‌گیری مستقیم میزان قدرت میوتوب‌ ها ارائه کرده‌اند. آنها به لوله‌های میوتوبی سوار بر یک بستر سیلیکونی الاستیک دو لایه ، با یک لایه سطح سخت در بالای یک لایه ضخیم‌تر و نرم نگاه کردند. هنگامی که میوتوب ها با یک پالس الکتریکی تحریک شدند، تیم مشاهده کردند که الیاف منقبض شده و سطح بستر تغییر شکل داده و یک سری چین ایجاد می‌شودکه به وضوح زیر میکروسکوپ قابل مشاهده است.

از طریق آزمایش های کالیبراسیون دقیق با استفاده از یک سوزن انعطاف پذیر با سختی شناخته شده، آنها توانستند نشان دهند که طول کل چین‌ها به طور مستقیم با قدرت نیروهایی که موجب تغییر شکل لایه زیرین می‌شود، ارتباط دارد. در مورد میوتوب‌ها، طول چین‌ها مطابق با میزان قدرت انقباض آنها در هنگام تحریک بود.

آنها با استفاده از میوتوب‌ های آتروفیک (ضعیف‌تر) و هیپرتروفیک (قوی‌تر)، دریافتند که «شاخص نیروی» جدید آن‌ها نسبت به معیارهای موجود، مانند توده عضلانی و بیان پروتئین زنجیره سنگین میوزین (MHC) به قدرت عضلانی بسیار حساس‌تر است. این روش با استفاده از میکروسکوپ استاندارد و تکنیک‌های تجزیه و تحلیل تصویر ساده، با دامنه وسیعی برای کاربرد عملی در آزمایشگاه صورت می‌گیرد. این تیم معتقد است که این امر کشف دارو در مبارزه با آتروفی عضلانی را تا حد زیادی تسریع خواهد کرد.