Muscoli cresciuti in laboratorio: pezzi di ricambio per tessuti

Muscoli cresciuti in laboratorio: pezzi di ricambio per tessuti danneggiati?
Costruito in laboratorio un tessuto capace di rimpiazzare il muscolo deteriorato e recuperarne la
funzionalità persa a causa di traumi o malattie degenerative. Il lavoro dei ricercatori di Istituto
Pasteur e Sapienza Università di Roma
È nato in laboratorio, si chiama X-MET (eX-vivo Muscle Engineered Tissue: tessuto muscolare
ingegnerizzato ex-vivo) e già promette bene: non solo rappresenta un modello ideale per studiare la
biologia muscolare limitando l’utilizzo di modelli animali, ma si dimostra essere un buon “pezzo di ricambio”
per rimpiazzare il muscolo danneggiato a causa di traumi o di malattia. X-MET è il frutto di una ricerca tutta
made in Italy, condotta da Antonio Musarò (Istituto Pasteur e Sapienza Università di Roma) in
collaborazione con Zaccaria Del Prete (dipartimento di ingegneria meccanica presso i laboratori
dell’Università romana). Il lavoro è pubblicato su Scientific Reports*.
Uno dei più ambiziosi obiettivi della scienza medica di oggi è quello di sfruttare la “malleabilità” delle cellule
staminali per rigenerare tessuti persi o malfunzionanti. Nonostante i notevoli passi avanti fatti in questo
campo, l’utilizzo delle cellule staminali per ricostruire il tessuto muscolare deteriorato incontra ancora
molteplici difficoltà - principalmente a causa delle ridotte chances di sopravvivenza che queste cellule
hanno una volta introdotte nell’organismo da curare. L’ingegneria dei tessuti, nata anche per aggirare
queste limitazioni, si occupa di costruire tessuti ex-vivo a partire da biomateriali e cellule sia staminali sia
non staminali. Grazie ai progressi fatti in questo campo sono stati avviati i primi studi clinici per riparare
danni alla pelle, alla cartilagine, ai vasi sanguigni e ai tessuti epatico e renale. In campo internazionale si
lavora per ingegnerizzare anche un tessuto, estremamente complesso, come quello muscolare e, oggi,
importanti risultati giungono dai ricercatori di Roma.
«Con il nostro lavoro» spiega Antonio Musarò «abbiamo generato in vitro un tessuto muscolare
vascolarizzato, che abbiamo chiamato X-MET, in grado di ricapitolare la complessità morfologica,
funzionale e molecolare del muscolo in vivo». Per costruire il muscolo in provetta i ricercatori hanno fatto
ricorso a diversi “mattoni”. Durante lo sviluppo, infatti, per poter generare in maniera corretta i tessuti, le
cellule staminali hanno bisogno di istruzioni ben precise che vengono fornite dall’ambiente circostante,
formato dall’insieme delle cellule vicine. Per fare il muscolo, gli studiosi hanno perciò utilizzato, insieme alle
staminali, un “cocktail” di cellule proprie del muscolo scheletrico. È nato così X-MET, un tessuto che,
contraendosi in seguito a impulsi elettrici, si comporta come il muscolo dell’adulto; inoltre, è dotato di propri
vasi sanguigni - essenziali per l’apporto di nutrienti necessari alla sopravvivenza delle cellule che lo
compongono. «Questi risultati» aggiunge il ricercatore di Istituto Pasteur e Sapienza «incoraggiano a
sviluppare un sistema X-MET partendo da cellule di origine umana per effettuare studi in vitro di biologia
cellulare e molecolare e riparare piccoli difetti muscolari. In particolare, X-MET può essere utilizzato per
monitorare l’attività del muscolo in risposta a stimoli meccanici e chimici, semplificando lo studio di
complessi processi cellulari e fornendo uno strumento unico per lo studio di malattie come l’atrofia
muscolare, per testare e sviluppare adeguate contromisure farmacologiche».
Gli studiosi hanno poi valutato la possibilità di utilizzare X-MET come “pezzo di ricambio” per muscoli
malfunzionanti. «A tale scopo» spiega Musarò «abbiamo sostituito il muscolo responsabile della flessione
delle dita degli arti inferiori del topo con X-MET generato in vitro. In assenza del muscolo l’animale non è in
grado di afferrare oggetti; al contrario, il trapianto di X-MET permette di recuperare questa capacità. In
particolare, se prima del trapianto la capacità di generare forza è drasticamente ridotta, il topo trapiantato
con X-MET recupera, dopo 30 giorni, circa il 40% della forza originale». X-MET può quindi sostituirsi ai
muscoli persi o danneggiati e ripristinare, sebbene solo parzialmente, la forza muscolare. In conclusione,
nonostante l’utilizzo di X-MET sia ancora lontano da un’applicazione clinica, questo tessuto cresciuto in
laboratorio si candida come possibile strumento per la cura di malattie degenerative del muscolo.
Lo studio è stato finanziato da Istituto Pasteur Fondazione Cenci-Bolognetti, dal 7 programma quadroMyoage e dalla Fondazione Roma.
Roma 14 marzo 2013
* Silvia Carosio, Laura Barberi, Emanuele Rizzuto, Carmine Nicoletti, Zaccaria Del Prete & Antonio Musarò Generation of eX vivovascularized Muscle Engineered Tissue (X-MET) Scientific Reports 12 March 2013
Percorso:ANSA > Scienza&Tecnica > Biotech > I primi muscoli auto-assemblati in provetta
I primi muscoli auto-assemblati in provetta
Trapiantati nei topi, funzionano
Immagine di
immunofluorescenza dell'X-MET in sezione trasversale (in verde la proteina laminina, in rosso la
proteina miosina, in blu alcuni nuclei delle cellule) (fonte: Lab Musarò)
Sono stati ottenuti in Italia i primi muscoli che si auto-assemblano in laboratorio a partire da un
cocktail di cellule. Selezionate nelle dosi giuste e immerse in un una miscela di sostanze nutrienti, le
cellule hanno cominciato ad organizzarsi spontaneamente in una struttura tridimensionale del tutto
simile a un muscolo.
Descritto nella rivista Scientific Reports e chiamato tessuto muscolare ingegnerizzato ex-vivo, o XMet (eX-vivo Muscle Engineered Tissue), il tessuto e' stato ottenuto dal gruppo di Antonio Musaro',
dell'Istituto Pasteur e della'universita' Sapienza di Roma, in collaborazione con Zaccaria Del Prete,
del dipartimento di Ingegneria meccanica della Sapienza. La ricerca e' stata finanziato da Istituto
Pasteur Fondazione Cenci-Bolognetti, dal 7/o programma quadro-Myoage e dalla Fondazione
Roma.
''Il punto di partenza e' un prelievo di cellule per mezzo di una biopsia'', ha detto Musaro'. Questa e'
la base per ottenere la giusta combinazione di cellule: i mioblasti che sono i mattoni dei muscoli, i
fibroblasti che generano il tessuto connettivo e le cellule endoteliani che danno origine ai vasi
sanguigni. ''Il vantaggio di questa tecnica - prosegue il ricercatore - e' che non richiede
un'impalcatura sintetica''. Non e' cioe' necessario un supporto artificiale sul quale far sviluppare le
cellule. A fornire lo scheletro sono le stesse cellule coltivate. I primi ad entrare in azione sono i
fibroblasti: ''queste cellule generano da sole una trama connettiva nella quale vanno ad inserirsi le
cellule dei muscoli e quelle dell'endotelio''. Il risultato e' una struttura tridimensionale che riesce a
sopravvivere fino a 70 giorni in laboratorio (contro i 15 giorni dei tessuti ottenuti con il metodo
tradizionale che utilizza le ''impalcature'' sintetiche.
Il tessuto auto-assemblato in laboratorio e' gia' stato sperimentato nei topi per sostituire i muscoli
estensori delle loro dita, danneggiati: ''gli animali che hanno ricevuto il trapianto con il tessuto XMet sono di nuovo riusciti ad afferrare un oggetto, con un recupero del 47% a 30 giorni dal
trapianto''. Il risultato ''e' incoraggiante'', ha detto Musaro', ''soprattutto perche' avere a disposizione
ua struttura tridimensionale permette di studiare l'effetto di sostanze tossiche sui muscoli, dai
farmaci alle sostanze utilizzate per il doping''. Un altro traguardo importante, ha aggiunto, riguarda i
test sull'uomo. Ma per questo ''la strada e' ancora lunga''.
RIPRODUZIONE RISERVATA © Copyright ANSA
Scienziati italiani hanno creato muscoli in laboratorio
13:39 14 MAR 2013
(AGI) - Roma, 14 mar. - E' nato in laboratorio, si chiama X-MET (ex-vivo Muscle Engineered
Tissue: tessuto muscolare ingegnerizzato ex-vivo) e gia' promette bene: non solo rappresenta un
modello ideale per studiare la biologia muscolare limitando l'utilizzo di modelli animali, ma si
dimostra essere un buon "pezzo di ricambio" per rimpiazzare il muscolo danneggiato a causa di
traumi o di malattia. X-MET e' il frutto di una ricerca tutta made in Italy, condotta da Antonio
Musaro' (Istituto Pasteur e Sapienza Universita' di Roma) in collaborazione con Zaccaria Del Prete
(dipartimento di ingegneria meccanica presso i laboratori dell'Universita' romana). Il lavoro e'
pubblicato su Scientific Reports. Uno dei piu' ambiziosi obiettivi della scienza medica di oggi e'
quello di sfruttare la "malleabilita'" delle cellule staminali per rigenerare tessuti persi o
malfunzionanti. Nonostante i notevoli passi avanti fatti in questo campo, l'utilizzo delle cellule
staminali per ricostruire il tessuto muscolare deteriorato incontra ancora molteplici difficolta' principalmente a causa delle ridotte chances di sopravvivenza che queste cellule hanno una volta
introdotte nell'organismo da curare. L'ingegneria dei tessuti, nata anche per aggirare queste
limitazioni, si occupa di costruire tessuti ex-vivo a partire da biomateriali e cellule sia staminali sia
non staminali. Grazie ai progressi fatti in questo campo sono stati avviati i primi studi clinici per
riparare danni alla pelle, alla cartilagine, ai vasi sanguigni e ai tessuti epatico e renale. In campo
internazionale si lavora per ingegnerizzare anche un tessuto, estremamente complesso, come
quello muscolare e, oggi, importanti risultati giungono dai ricercatori di Roma.
"Con il nostro lavoro - ha spiegato Antonio Musaro' - abbiamo generato in vitro un tessuto
muscolare vascolarizzato, che abbiamo chiamato X-MET, in grado di ricapitolare la complessita'
morfologica, funzionale e molecolare del muscolo in vivo". Per costruire il muscolo in provetta i
ricercatori hanno fatto ricorso a diversi "mattoni". Durante lo sviluppo, infatti, per poter generare in
maniera corretta i tessuti, le cellule staminali hanno bisogno di istruzioni ben precise che vengono
fornite dall'ambiente circostante, formato dall'insieme delle cellule vicine. Per fare il muscolo, gli
studiosi hanno percio' utilizzato, insieme alle staminali, un "cocktail" di cellule proprie del muscolo
scheletrico. E' nato coso' X-MET, un tessuto che, contraendosi in seguito a impulsi elettrici, si
comporta come il muscolo dell'adulto; inoltre, e' dotato di propri vasi sanguigni - essenziali per
l'apporto di nutrienti necessari alla sopravvivenza delle cellule che lo compongono.
"Questi risultati - ha aggiunto il ricercatore di Istituto Pasteur e Sapienza - incoraggiano a
sviluppare un sistema X-MET partendo da cellule di origine umana per effettuare studi in vitro di
biologia cellulare e molecolare e riparare piccoli difetti muscolari. In particolare, X-MET puo' essere
utilizzato per monitorare l'attivita' del muscolo in risposta a stimoli meccanici e chimici,
semplificando lo studio di complessi processi cellulari e fornendo uno strumento unico per lo studio
di malattie come l'atrofia muscolare, per testare e sviluppare adeguate contromisure
farmacologiche". Gli studiosi hanno poi valutato la possibilita' di utilizzare X-MET come "pezzo di
ricambio" per muscoli malfunzionanti. "A tale scopo - ha spiegato Musaro' - abbiamo sostituito il
muscolo responsabile della flessione delle dita degli arti inferiori del topo con X-MET generato in
vitro. In assenza del muscolo l'animale non e' in grado di afferrare oggetti; al contrario, il trapianto
di X-MET permette di recuperare questa capacita'. In particolare, se prima del trapianto la capacita'
di generare forza e' drasticamente ridotta, il topo trapiantato con X-MET recupera, dopo 30 giorni,
circa il 40 per cento della forza originale".
X-MET puo' quindi sostituirsi ai muscoli persi o danneggiati e ripristinare, sebbene solo
parzialmente, la forza muscolare. In conclusione, nonostante l'utilizzo di X-MET sia ancora lontano
da un'applicazione clinica, questo tessuto cresciuto in laboratorio si candida come possibile
strumento per la cura di malattie degenerative del muscolo. Lo studio e' stato finanziato da Istituto
Pasteur Fondazione Cenci-Bolognetti, dal 7 programma quadro-Myoage e dalla Fondazione
Roma.
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La Stampa - Rcercatori italiano creano muscolo in laboratorio
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SCIENZA
14/03/2013 - RICERCA
Rcercatori italiano creano muscolo
in laboratorio
Possibile strumento per la cura
di malattie degenerative muscolari
ROMA
È nato in laboratorio, si chiama X-MET (eX-vivo
Muscle Engineered Tissue: tessuto muscolare
ingegnerizzato ex-vivo) e già promette bene: non
solo rappresenta un modello ideale per studiare
la biologia muscolare limitando l’utilizzo di
modelli animali, ma si dimostra essere un buon
“pezzo di ricambio” per rimpiazzare il muscolo
danneggiato a causa di traumi o di malattia.
X-MET è il frutto di una ricerca tutta made in Italy, condotta da Antonio Musaro’ (Istituto Pasteur e
Sapienza Università di Roma) in collaborazione con Zaccaria Del Prete (dipartimento di ingegneria
meccanica presso i laboratori dell’Università romana). Il lavoro è pubblicato su Scientific Reports.
Uno dei più ambiziosi obiettivi della scienza medica di oggi è quello di sfruttare la “malleabilità” delle
cellule staminali per rigenerare tessuti persi o malfunzionanti. Nonostante i notevoli passi avanti fatti in
questo campo, l’utilizzo delle cellule staminali per ricostruire il tessuto muscolare deteriorato incontra
ancora molteplici difficoltà - principalmente a causa delle ridotte chances di sopravvivenza che queste
cellule hanno una volta introdotte nell’organismo da curare.
L’ingegneria dei tessuti, nata anche per aggirare queste limitazioni, si occupa di costruire tessuti ex-vivo a
partire da biomateriali e cellule sia staminali sia non staminali. Grazie ai progressi fatti in questo campo
sono stati avviati i primi studi clinici per riparare danni alla pelle, alla cartilagine, ai vasi sanguigni e ai
tessuti epatico e renale. In campo internazionale si lavora per ingegnerizzare anche un tessuto,
estremamente complesso, come quello muscolare e, oggi, importanti risultati giungono dai ricercatori di
Roma.
«Con il nostro lavoro - ha spiegato Antonio Musarò - abbiamo generato in vitro un tessuto muscolare
vascolarizzato, che abbiamo chiamato X-MET, in grado di ricapitolare la complessità morfologica,
funzionale e molecolare del muscolo in vivo».
Per costruire il muscolo in provetta i ricercatori hanno fatto ricorso a diversi “mattoni”. Durante lo
sviluppo, infatti, per poter generare in maniera corretta i tessuti, le cellule staminali hanno bisogno di
istruzioni ben precise che vengono fornite dall’ambiente circostante, formato dall’insieme delle cellule
vicine. Per fare il muscolo, gli studiosi hanno perciò utilizzato, insieme alle staminali, un “cocktail” di
cellule proprie del muscolo scheletrico. È nato così X-MET, un tessuto che, contraendosi in seguito a
impulsi elettrici, si comporta come il muscolo dell’adulto; inoltre, è dotato di propri vasi sanguigni essenziali per l’apporto di nutrienti necessari alla sopravvivenza delle cellule che lo compongono.
«Questi risultati - ha aggiunto il ricercatore di Istituto Pasteur e Sapienza - incoraggiano a sviluppare un
sistema X-MET partendo da cellule di origine umana per effettuare studi in vitro di biologia cellulare e
molecolare e riparare piccoli difetti muscolari. In particolare, X-MET può essere utilizzato per monitorare
l’attività del muscolo in risposta a stimoli meccanici e chimici, semplificando lo studio di complessi
processi cellulari e fornendo uno strumento unico per lo studio di malattie come l’atrofia muscolare, per
testare e sviluppare adeguate contromisure farmacologiche». Gli studiosi hanno poi valutato la possibilità
di utilizzare X-MET come ”pezzo di ricambio” per muscoli malfunzionanti.
«A tale scopo - ha spiegato Musarò- abbiamo sostituito il muscolo responsabile della flessione delle dita
degli arti inferiori del topo con X-MET generato in vitro. In assenza del muscolo l’animale non è in grado
di afferrare oggetti; al contrario, il trapianto di X-MET permette di recuperare questa capacità. In
particolare, se prima del trapianto la capacità di generare forza è drasticamente ridotta, il topo
trapiantato recupera, dopo 30 giorni, circa il 40 per cento della forza originale». X-MET può quindi
sostituirsi ai muscoli persi o danneggiati e ripristinare, sebbene solo parzialmente, la forza muscolare.
http://www.lastampa.it/2013/03/14/scienza/rcercatori-italiano-creano-muscolo-in-labo... 22/03/2013
La Stampa - Rcercatori italiano creano muscolo in laboratorio
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In conclusione, nonostante l’utilizzo di X-MET sia ancora lontano da un’applicazione clinica, questo
tessuto cresciuto in laboratorio si candida come possibile strumento per la cura di malattie degenerative
del muscolo.
http://www.lastampa.it/2013/03/14/scienza/rcercatori-italiano-creano-muscolo-in-labo... 22/03/2013
Gli scienziati italiani inventano i muscoli in
laboratorio
E’ nato in laboratorio, si chiama X-MET (eX-vivo Muscle Engineered Tissue: tessuto
muscolare ingegnerizzato ex-vivo) e gia’ promette bene: non solo rappresenta un
modello ideale per studiare la biologia muscolare limitando l’utilizzo di modelli
animali, ma si dimostra essere un buon “pezzo di ricambio” per rimpiazzare il
muscolo danneggiato a causa di traumi o di malattia.
X-MET e’ il frutto di una ricerca tutta made in Italy, condotta da Antonio Musaro’
(Istituto Pasteur e Sapienza Universita’ di Roma) in collaborazione con Zaccaria Del
Prete (dipartimento di ingegneria meccanica presso i laboratori dell’Universita’
romana). Il lavoro e’ pubblicato su Scientific Reports.
14 marzo 2013
Istituto Pasteur - Sapienza Università di Roma: Muscoli cresciuti in laboratorio: pezzi ... Page 1 of 1
15 marzo 2013
Istituto Pasteur - Sapienza Università di Roma: Muscoli cresciuti in
laboratorio: pezzi di ricambio per tessuti danneggiati?
Comunicato stampa - Costruito in laboratorio un tessuto capace di rimpiazzare il muscolo deteriorato e recuperarne la funzionalità
persa a causa di traumi o malattie degenerative. Il lavoro dei ricercatori di Istituto Pasteur e Sapienza Università di Roma
Roma 14 marzo 2013 - È nato in laboratorio, si chiama X-MET (eX-vivo Muscle Engineered Tissue: tessuto muscolare ingegnerizzato ex-vivo) e già promette
bene: non solo rappresenta un modello ideale per studiare la biologia muscolare limitando l’utilizzo di modelli animali, ma si dimostra essere un buon “pezzo di
ricambio” per rimpiazzare il muscolo danneggiato a causa di traumi o di malattia. X-MET è il frutto di una ricerca tutta made in Italy, condotta da Antonio Musarò
(Istituto Pasteur e Sapienza Università di Roma) in collaborazione con Zaccaria Del Prete (dipartimento di ingegneria meccanica) presso i laboratori
dell’Università romana. Il lavoro è pubblicato su Scientific Reports*.
Uno dei più ambiziosi obiettivi della scienza medica di oggi è quello di sfruttare la “malleabilità” delle cellule staminali per rigenerare tessuti persi o
malfunzionanti. Nonostante i notevoli passi avanti fatti in questo campo, l’utilizzo delle cellule staminali per ricostruire il tessuto muscolare deteriorato incontra
ancora molteplici difficoltà - principalmente a causa delle ridotte chances di sopravvivenza che queste cellule hanno una volta introdotte nell’organismo da
curare. L’ingegneria dei tessuti, nata anche per aggirare queste limitazioni, si occupa di costruire tessuti ex-vivo a partire da biomateriali e cellule sia staminali
sia non staminali. Grazie ai progressi fatti in questo campo sono stati avviati i primi studi clinici per riparare danni alla pelle, alla cartilagine, ai vasi sanguigni e
ai tessuti epatico e renale. In campo internazionale si lavora per ingegnerizzare anche un tessuto, estremamente complesso, come quello muscolare e, oggi,
importanti risultati giungono dai ricercatori di Roma.
«Con il nostro lavoro» spiega Antonio Musarò «abbiamo generato in vitro un tessuto muscolare vascolarizzato, che abbiamo chiamato X-MET, in grado di
ricapitolare la complessità morfologica, funzionale e molecolare del muscolo in vivo». Per costruire il muscolo in provetta i ricercatori hanno fatto ricorso a
diversi “mattoni”. Durante lo sviluppo, infatti, per poter generare in maniera corretta i tessuti, le cellule staminali hanno bisogno di istruzioni ben precise che
vengono fornite dall’ambiente circostante, formato dall’insieme delle cellule vicine. Per fare il muscolo, gli studiosi hanno perciò utilizzato, insieme alle staminali,
un “cocktail” di cellule proprie del muscolo scheletrico. È nato così X-MET, un tessuto che, contraendosi in seguito a impulsi elettrici, si comporta come il
muscolo dell’adulto; inoltre, è dotato di propri vasi sanguigni - essenziali per l’apporto di nutrienti necessari alla sopravvivenza delle cellule che lo compongono.
«Questi risultati» aggiunge il ricercatore di Istituto Pasteur e Sapienza «incoraggiano a sviluppare un sistema X-MET partendo da cellule di origine umana per
effettuare studi in vitro di biologia cellulare e molecolare e riparare piccoli difetti muscolari. In particolare, X-MET può essere utilizzato per monitorare l’attività
del muscolo in risposta a stimoli meccanici e chimici, semplificando lo studio di complessi processi cellulari e fornendo uno strumento unico per lo studio di
malattie come l’atrofia muscolare, per testare e sviluppare adeguate contromisure farmacologiche».
Gli studiosi hanno poi valutato la possibilità di utilizzare X-MET come “pezzo di ricambio” per muscoli malfunzionanti. «A tale scopo» spiega Musarò «abbiamo
sostituito con X-MET il muscolo responsabile della flessione delle dita degli arti inferiori del topo, in assenza del quale l’animale non è in grado di afferrare
oggetti; il trapianto di X-MET permette di recuperare questa capacità. In particolare, se prima del trapianto la capacità di generare forza è drasticamente ridotta,
il topo trapiantato con X-MET recupera, dopo 30 giorni, circa il 40% della forza originale». X-MET può quindi sostituirsi ai muscoli persi o danneggiati e
ripristinare, sebbene solo parzialmente, la forza muscolare. In conclusione, nonostante l’utilizzo di X-MET sia ancora lontano da un’applicazione clinica, questo
tessuto cresciuto in laboratorio si candida come possibile strumento per la cura di malattie degenerative del muscolo.
Lo studio è stato finanziato da Istituto Pasteur Fondazione Cenci Bolognetti, dal 7 programma quadro-Myoage e dalla Fondazione Roma.
http://www.lescienze.it/lanci/2013/03/15/news/istituto_pasteur_-_sapienza_universit_... 22/03/2013