Op decellularisatie gebaseerde kwantificering van vetinfiltratie van skeletspieren
9 juni 2023
De huidige studie beschrijft op decellularisatie gebaseerde methodologieën voor het visualiseren en kwantificeren van intramusculair vetweefsel (IMAT) afzetting door middel van intact spiervolume, evenals het kwantificeren van statistieken van individuele adipocyten waaruit IMAT bestaat.
We zijn geïnteresseerd in overspraak tussen samentrekkende spieren en de adipocyten die zich vormen tussen spiervezels bij letsel en ziekte die intramusculair vetweefsel of IMAT wordt genoemd. Genetische manipulatie in cellen bij muizen is een krachtig hulpmiddel voor het mechanistisch ontleden van overspraak van vetspieren. Analyse van signalering via transcriptomics en proteomics identificeert mediatoren, en vervolgens kan op biomateriaal gebaseerde medicijnafgifte ingrijpen in deze routes.
Een van de belangrijkste uitdagingen is het isoleren en kwantificeren van IMAT-adipocyten. Vooral in kleine diermodellen wordt het IMAT-signaal weggespoeld door analyse van de hele spier, zoals transcriptomics of lipidomics, en het kwantificeren van IMAT door niet-invasieve beeldvorming lijdt aan een vergelijkbare uitwassing, aangezien de meeste voxels een mengsel van spier en IMAT bevatten. We hebben deze techniek die in dit artikel wordt beschreven onlangs gebruikt om aan te tonen dat IMAT de spiercontractiliteit direct schaadt.
Met nauwkeurige metingen van IMAT-afzetting toonden we aan dat het niet alleen contractiel materiaal vervangt, maar ook een contractie in de resterende droge spier belemmert. Dit protocol pakt uitdagingen aan bij het kwantificeren van IMAT. De huidige standaard voor het meten van IMAT bij kleine dieren is histologie met één sectie, wat geen uitgebreide of niet-invasieve beeldvorming is, wat duur is en een lage resolutie heeft.
We zijn van mening dat dit ons begrip van IMAT-spieroverspraak heeft beperkt. Deze techniek biedt een uitgebreide en goedkope methode voor het beoordelen van IMAT door middel van kwalitatieve visualisatie en kwantificering op meerdere schalen. We hopen dat de eenvoud van deze techniek meer onderzoekers zal aanmoedigen om IMAT in hun diermodellen te meten.
Deze techniek zal ook een nauwkeuriger hulpmiddel bieden voor de onderzoekers die geïnteresseerd zijn in IMAT om subtielere relaties tussen IMAT-adipocyten en andere cellen te ontdekken.
Overzicht
Deze studie richt zich op de interactie tussen samentrekkende spieren en intermusculair adipeus weefsel (IMAT), met name de rol ervan bij spierbeschadiging bij letsel en ziekte. Het onderzoek introduceert een op decellularisatie gebaseerde methodologie om IMAT-afzetting te visualiseren en te kwantificeren en om kenmerken van individuele adipocyten te beoordelen.
Belangrijkste onderdeel van het onderzoek
Onderzoeksgebied
- Spierbiologie
- Adipocytfunctie
- IMAT-karakterisering
Achtergrond
- IMAT vormt zich tussen spiervezels als reactie op letsel of ziekte.
- Traditionele methoden ontberen precisie en volledigheid.
- Het begrijpen van IMAT-dynamica is cruciaal voor het verhelderen van spier-vetweefselsinteracties.
Gebruikte methoden
- Decellularisatietechnieken om spierweefsel voor te bereiden.
- Muismodellen voor het bestuderen van spier- en vetweefselsinteracties.
- Oil Red O (ORO) kleuring en spectrofotometrische analyse voor het kwantificeren van vetweefselse kenmerken.
Belangrijkste resultaten
- Een methode ontwikkeld voor het nauwkeurig visualiseren en kwantificeren van IMAT.
- Aangetoond dat IMAT negatieve invloed heeft op spiercontractiliteit.
- Verbeterde beeldvorming en kwantificeringstechnieken faciliteren diepere inzichten in spier-vetweefselsrelaties.
Conclusies
- Deze studie biedt een uitgebreide tool voor het beoordelen van IMAT.
- Verbetert het begrip van spier-vetweefselsinteracties in verschillende biologische contexten.
Veelgestelde vragen
Executive Industry Relevance
Quantitative assessment of intermuscular adipose tissue (IMAT) is a critical challenge in muscle disease research, impacting target validation and mechanistic de-risking in early discovery. The decellularization-based protocol enables comprehensive, reproducible quantification of fatty infiltration in skeletal muscle, overcoming limitations of imaging and histology in small animal models. This capability supports predictive confidence in muscle-adipose crosstalk studies and informs risk-adjusted portfolio decisions for metabolic and neuromuscular disease programs.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables precise quantification of IMAT for hypothesis-driven interrogation of muscle-adipose signaling pathways.
- Supports functional target validation by linking IMAT burden to muscle contractility impairment.
- Facilitates mechanistic de-risking by distinguishing IMAT effects from other pathological features.
- Improves predictive confidence for early-stage asset triage in muscle and metabolic disease pipelines.
Screening & Assay Development
- Provides a standardized workflow for preparing and analyzing intact muscle tissue for fatty infiltration.
- Delivers reproducible, quantitative outputs suitable for assay development and compound screening.
- Enables scalable, cost-effective assessment of IMAT across multiple animal models or interventions.
- Supports reliable evaluation of candidate therapeutics targeting muscle-adipose interactions.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with translational biomarker strategies by enabling cross-species and human biopsy application.
- Ensures continuity from discovery through preclinical validation by providing robust IMAT quantification.
- Supports risk-adjusted advancement decisions for therapies targeting muscle fatty infiltration.
- Enhances disease-relevant model selection and validation for translational research.
Pipeline & Workflow Integration
This decellularization-based quantification method integrates from early discovery through preclinical research, enabling robust target validation and translational continuity in muscle disease programs.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and pathway clarification by isolating and quantifying IMAT in intact muscle.
- Screening: Provides assay-ready, reproducible, and quantitative IMAT measurements for compound evaluation.
- Analytics: Delivers absorbance-based and image-derived metrics for cross-condition comparison and statistical analysis.
- Translational Research: Facilitates alignment with human biopsy and disease-relevant systems when supported by sample availability.
- Enterprise Reuse: Offers a broadly applicable, low-cost protocol adaptable across species and muscle types.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in muscle-adipose research.
- Operational Value: Standardizes IMAT quantification, improving reproducibility and scalability across studies.
- Strategic Value: Enables better go/no-go decisions and capital efficiency by clarifying IMAT's functional impact.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of muscle and metabolic disease assets.
Implementation Considerations
- Requires expertise in tissue handling, decellularization, and quantitative image analysis.
- Needs access to standard laboratory equipment, spectrophotometry, and imaging infrastructure.
- Demands cross-team standardization of sample preparation and analysis protocols.
- Adaptable to various muscle types and species, including human biopsy, with protocol optimization.
- Potential limitations include manual correction steps in image analysis and need for careful quality control.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:00
Introduction
1:42
Decellularization of Skeletal Muscle
3:15
Intramuscular Adipose Tissue (IMAT) Visualization with Oil Red O Staining
6:29
Estimation of Total Lipid Volume from Decellularized Muscles by Lipid Extraction
7:23
Quantification of Intramuscular Adipose Tissue (IMAT) Lipid Droplet Metrics Using Confocal Imaging
