Entzündlicher Zellstress im humanen 3D-Muskelzellmodell

Einleitung:

Pathomechanismen von Myositiden beinhalten die Invasion von Entzündungszellen sowie die Hochregulation proinflammatorischer Zytokine. Bisher ist unzureichend verstanden, wie die Myoinflammation die Muskelkraft beeinträchtigt.

Material/Methoden:

Engineered Skeletal Muscle (ESM) wurde aus primären humanen Myoblasten in einer Kollagen-Matrix geformt und kultiviert. Nach Inkubation mit proinflammatorischen Zytokinen IFN-γ & IL1-β für 48h bis 96h wurde die Kontraktionskraft der ESM gemessen. Entzündliche, regenerative und degenerative Marker wurden mittels Immunozytochemie und qPCR analysiert.

Ergebnisse:

ESM wurden für bis zu 3 Wochen in Kultur gehalten. Sie zeigten stabile, für Skelettmuskulatur typische tetanische Kontraktionen mit frequenzabhängiger Zunahme der Kontraktionskraft (von 0,1 ± 0,07 mN bei 2,5 Hz auf 0,44 ± 0,2 mN bei 100 Hz, n = 46). Die Zugabe von IL 1-β und IFN-γ führte zu entzündlichem Zellstress mit einer Hochregulation von MHC-I Molekülen. Die maximale tetanische Kraftentwicklung wurde als Hinweis auf eine veränderte Muskelzellfunktion bereits niedrigeren Stimulationsfrequenzen erreicht. Daten zu weitergehenden Effekten des Entzündungsstress werden präsentiert.

Diskussion: Entzündlicher Zellstress kann in ESM simuliert werden und führt unabhängig von Entzündungszellen zu einer Beeinträchtigung der kontraktilen Funktion von menschlichem Skelettmuskelgewebe.