Una nuova ricerca dello Shirley Ryan AbilityLab ha dimostrato che l’estrapolazione di informazioni sulle proprietà muscolari dagli studi sugli animali usati per ricerche destinate alla medicina umana non è accurata. Lo studio, pubblicato sul Journal of Physiology, è il primo a misurare direttamente le proprietà contrattili dei muscoli umani, rivelando che le previsioni basate sulle misurazioni animali sono errate. Le ricerche precedenti si sono spesso basate sullo studio di piccoli animali e sull’estrapolazione dei risultati all’uomo. Tuttavia, la nuova ricerca dimostra che questo approccio porta a previsioni imprecise. Lo studio ha coinvolto una tecnica chirurgica unica nel suo genere, in cui il muscolo gracile (un grande muscolo della coscia) di un paziente è stato trapiantato nel suo braccio per ripristinare la flessione del gomito dopo una lesione del plesso brachiale. I ricercatori hanno potuto misurare le proprietà del muscolo e testare direttamente le previsioni architettoniche e di scala. I risultati hanno mostrato che le fibre muscolari umane agiscono in parallelo piuttosto che con fibre lunghe, come si pensava in precedenza sulla base di modelli anatomici animali tradizionali. In particolare, i ricercatori hanno scoperto che la tensione specifica delle fibre muscolari umane era inferiore del 24% rispetto al tradizionale gold standard determinato dai piccoli mammiferi e che la lunghezza media ottimale delle fibre del gracile era la metà di quella prevista sulla base di studi anatomici dettagliati sui muscoli dei cadaveri.
Richard L. Lieber, autore senior e responsabile scientifico dello Shirley Ryan AbilityLab, ha osservato che “le misurazioni dirette delle proprietà contrattili dei muscoli umani non sono possibili perché richiedono il taglio del muscolo dal corpo. Di conseguenza, gli scienziati devono studiare i muscoli degli animali e poi fare previsioni sugli esseri umani, scalando i numeri in base alle dimensioni“. Lo studio dimostra per la prima volta che tale estrapolazione non è accurata. Le implicazioni di questa ricerca sono significative per una serie di discipline, tra cui la chirurgia, la modellazione computazionale del sistema muscolo-scheletrico, le prestazioni muscolari e la riabilitazione. L’accuratezza delle previsioni è fondamentale in molte procedure chirurgiche che alterano la lunghezza e la forza dei muscoli. Attualmente, solo i modelli muscoloscheletrici, che si basano su metodi di misurazione indiretti e che estrapolano i dati animali alle dimensioni umane, possono essere utilizzati per prevedere i risultati chirurgici.
