elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

The desmin mutation R349P increases contractility and fragility of stem cell-generated muscle micro-tissues

Spörrer, Marina und Kah, Delf und Gerum, Richard C. und Reischl, Barbara und Huraskin, Danyil und Dessalles, Claire A. und Schneider, Werner und Goldmann, Wolfgang H. und Herrmann, Harald und Thievessen, Ingo und Clemen, Christoph S. und Friedrich, Oliver und Hashemolhosseini, Said und Schröder, Rolf und Fabry, Ben (2021) The desmin mutation R349P increases contractility and fragility of stem cell-generated muscle micro-tissues. Neuropathology and Applied Neurobiology, 48 (3), e12784. Wiley. doi: 10.1111/nan.12784. ISSN 0305-1846.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
14MB

Offizielle URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nan.12784

Kurzfassung

Aims: Desminopathies comprise hereditary myopathies and cardiomyopathies caused by mutations in the intermediate filament protein desmin that lead to severe and often lethal degeneration of striated muscle tissue. Animal and single cell studies hinted that this degeneration process is associated with massive ultrastructural defects correlating with increased susceptibility of the muscle to acute mechanical stress. The underlying mechanism of mechanical susceptibility, and how muscle degeneration develops over time, however, has remained elusive. Methods: Here, we investigated the effect of a desmin mutation on the formation, differentiation, and contractile function of in vitro-engineered three-dimensional micro-tissues grown from muscle stem cells (satellite cells) isolated from heterozygous R349P desmin knock-in mice. Results: Micro-tissues grown from desmin-mutated cells exhibited spontaneous unsynchronised contractions, higher contractile forces in response to electrical stimulation, and faster force recovery compared with tissues grown from wild-type cells. Within 1 week of culture, the majority of R349P desmin-mutated tissues disintegrated, whereas wild-type tissues remained intact over at least three weeks. Moreover, under tetanic stimulation lasting less than 5 s, desmin-mutated tissues partially or completely ruptured, whereas wild-type tissues did not display signs of damage. Conclusions: Our results demonstrate that the progressive degeneration of desmin-mutated micro-tissues is closely linked to extracellular matrix fibre breakage associated with increased contractile forces and unevenly distributed tensile stress. This suggests that the age-related degeneration of skeletal and cardiac muscle in patients suffering from desminopathies may be similarly exacerbated by mechanical damage from high-intensity muscle contractions. We conclude that micro-tissues may provide a valuable tool for studying the organization of myocytes and the pathogenic mechanisms of myopathies.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/189877/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:The desmin mutation R349P increases contractility and fragility of stem cell-generated muscle micro-tissues
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Spörrer, MarinaFriedrich-Alexander University Erlangen-Nürnberg (FAU), Department of Physics, Biophysics Group, 91054 Erlangen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kah, DelfFriedrich-Alexander University Erlangen-Nürnberg (FAU), Department of Physics, Biophysics Group, 91054 Erlangen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gerum, Richard C.Friedrich-Alexander University Erlangen-Nürnberg (FAU), Department of Physics, Biophysics Group, 91054 Erlangen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Reischl, BarbaraFriedrich-Alexander University Erlangen-Nürnberg (FAU), Institute of Medical Biotechnologie, Department of Chemical and Biological Engineering, 91054 Erlangen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Huraskin, DanyilFriedrich-Alexander University Erlangen-Nürnberg (FAU), Medical Faculty, Institute of Biochemistry, 91054 Erlangen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dessalles, Claire A.Friedrich-Alexander University Erlangen-Nürnberg (FAU), Department of Physics, Biophysics Group, 91054 Erlangen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schneider, WernerFriedrich-Alexander University Erlangen-Nürnberg (FAU), Department of Physics, Biophysics Group, 91054 Erlangen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Goldmann, Wolfgang H.Friedrich-Alexander University Erlangen-Nürnberg (FAU), Department of Physics, Biophysics Group, 91054 Erlangen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Herrmann, HaraldFriedrich-Alexander University Erlangen-Nürnberg (FAU), Muscle Research Center Erlangen (MURCE), 91054 Erlangen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Thievessen, IngoFriedrich-Alexander University Erlangen-Nürnberg (FAU), Department of Physics, Biophysics Group, 91054 Erlangen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Clemen, Christoph S.German Aerospace Center (DLR), Institute of Aerospace Medicine, 51147 Cologne, Germanyhttps://orcid.org/0000-0002-1291-4219NICHT SPEZIFIZIERT
Friedrich, OliverFriedrich-Alexander University Erlangen-Nürnberg (FAU), Institute of Medical Biotechnologie, Department of Chemical and Biological Engineering, 91054 Erlangen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hashemolhosseini, SaidFriedrich-Alexander University Erlangen-Nürnberg (FAU), Medical Faculty, Institute of Biochemistry, 91054 Erlangen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schröder, RolfFriedrich-Alexander University Erlangen-Nürnberg (FAU), Muscle Research Center Erlangen (MURCE), 91054 Erlangen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fabry, BenFriedrich-Alexander University Erlangen-Nürnberg (FAU), Department of Physics, Biophysics Group, 91054 Erlangen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:30 November 2021
Erschienen in:Neuropathology and Applied Neurobiology
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:48
DOI:10.1111/nan.12784
Seitenbereich:e12784
Verlag:Wiley
Name der Reihe:Journal of the British Neuropathological Society
ISSN:0305-1846
Status:veröffentlicht
Stichwörter:desmin, desminopathy, micro-tissue, skeletal muscle physiology, tissue engineering, R349P desmin knock-in mice
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Muskelmechanik und Metabolismus
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Gravitationsbiologie
Hinterlegt von: Chiodo, Annette
Hinterlegt am:17 Nov 2022 09:30
Letzte Änderung:28 Jun 2023 13:58

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.