Leczenie bólu za pomocą pól magnetycznych
Naukowcy zaprojektowali hydrożel zawierający cząsteczki magnetyczne i wyhodowane w laboratorium neurony. Stosując siłę magnetyczną, naukowcy byli w stanie zmniejszyć sygnalizację bólu neuronów.
W Stanach Zjednoczonych przewlekły ból jest „najczęstszą przyczyną długotrwałej niepełnosprawności”.
Według National Institutes of Health (NIH) ponad 76 milionów ludzi w USA - czyli około 1 na 4 osoby - miało epizod bólu trwający ponad 24 godziny.
Spośród nich 40 milionów miało silny ból. Takie liczby skłoniły NIH do uznania przewlekłego bólu za „poważny problem zdrowia publicznego”.
W tym kontekście trwają poszukiwania nowych, skuteczniejszych metod leczenia bólu, które mają żywotne znaczenie. Obecnie bioinżynierowie z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles (UCLA) opracowali innowacyjną metodę, która może odnieść sukces tam, gdzie wcześniej zawiodły inne terapie przeciwbólowe.
Naukowcy pod kierunkiem starszego badacza Dino Di Carlo, profesora bioinżynierii na UCLA, postanowili zbadać, w jaki sposób można wykorzystać siłę magnetyczną do łagodzenia bólu.
Pierwszym autorem artykułu jest Andy Kah Ping Tay, badacz z tytułem doktora na Uniwersytecie Stanforda w Kalifornii. Naukowcy opublikowali swoje odkrycia w czasopiśmie Zaawansowane materiały.
Siła magnetyczna zmniejsza neuronalne sygnały bólu
Tay i jego koledzy zaprojektowali hydrożel z użyciem kwasu hialuronowego, który jest cząsteczką wyjątkowo zdolną do zatrzymywania wody i odgrywającą kluczową rolę w nawilżaniu i starzeniu się skóry. Dodatkowo kwas hialuronowy można znaleźć między komórkami mózgu i rdzenia kręgowego.
Po stworzeniu hydrożelu hialuronowego naukowcy wypełnili go małymi cząsteczkami magnetycznymi. Następnie wyhodowali w żelu rodzaj komórek mózgowych - zwanych neuronami zwojowymi korzenia grzbietowego.
Następnie Tay i zespół zastosowali siłę magnetyczną na cząstkach, co umożliwiło transmisję pola magnetycznego przez hydrożel do komórek nerwowych. Mierząc jony wapnia w neuronach, naukowcy byli w stanie stwierdzić, czy komórki zareagowały na przyciąganie magnetyczne - i tak się stało.
Wreszcie, naukowcy stale zwiększali siłę magnetyczną i odkryli, że w ten sposób zmniejsza się sygnalizacja bólu neuronów. Próbując powrócić do stabilnego stanu, komórki mózgowe przystosowały się do stymulacji magnetycznej poprzez zmniejszenie swoich sygnałów bólowych.
„Nasze wyniki pokazują, że poprzez wykorzystanie 'homeostazy sieci neuronowej', która jest ideą przywrócenia systemu biologicznego do stabilnego stanu, możliwe jest zmniejszenie sygnałów bólu przez układ nerwowy […] Ostatecznie może to prowadzić do nowych sposoby zapewnienia terapeutycznej ulgi w bólu ”.
Andy Kah Ping Tay
Prof. Di Carlo również komentuje wyniki, mówiąc: „Większość współczesnej medycyny głównego nurtu koncentruje się na używaniu środków farmaceutycznych do dokonywania chemicznych lub molekularnych zmian w organizmie w celu leczenia chorób”.
„Jednak”, dodaje, „ostatnie przełomy w kontroli sił na małą skalę otworzyły nowy pomysł na leczenie - użycie siły fizycznej do zapoczątkowania pomocnych zmian w komórkach. Przed nami długa droga, ale te wczesne prace pokazują, że ścieżka w kierunku tak zwanych „mechanoceutyków” jest obiecująca ”.
