Für ihre Untersuchungen hat das Forscherteam um Prof. James Hickman zunächst aus menschlichen induzierte pluripotente Stammzellen von gesunden Probanden und ALS-Patienten Motoneuronen sowie Muskelzellen in Kokulturen gezüchtet. Mit den Motoneuronen und Sklettmuskeln untersuchten sie in einem multifluidischen
System die Funktionalität der sogenannten neuromuskulären Verbindung zwischen diesen beiden Zelltypen. Die neuromuskuläre Verbindung zwischen dem Motoneuron und dem Skelettmuskel ist für die Übertragung von Signalen und damit letztlich für die Bewegung zuständig. Bei ALS-Patienten ist die Signalübertragung von den Motoneuronen auf die Skelettmuskeln gestört. Ursache sind Mutationen in bis zu 50 Genen. Für die Hintergründe der Sklettmuskelschwäche gab es bislang unterschiedliche Annahmen, so wird über die pathologische Motoneuronen oder aber Fehlfunktionen im Muskel selbst angenommen.

In ihrem Modell ermittelten die Wissenschaftler:innen Hinweise auf eine geringere Muskelkontraktionsfähigkeit. Dies konnten sie durch eine signifikant verringerte Anzahl und Stabilität funktioneller neuromuskulärer Verbindungen messen und durch Berechnung eines Ermüdungsindex.

Originalpublikation:
Badu-Mensah A, Guo X, Nimbalkar S, Cai Y, Hickman JJ. ALS mutations in both human skeletal muscle and motoneurons differentially affects neuromuscular junction integrity and function. Biomaterials. 2022 Oct;289:121752. doi: 10.1016/j.biomaterials.2022.121752. Epub 2022 Aug 19. PMID: 36084484.

Weitere Informationen:
https://hesperosinc.com/biomaterials-study-als/