رادیوتراپی یکی از رایج‌ترین درمان‌های سرطان است که به طور مؤثری زمان بقا را افزایش می‌دهد و نرخ درمان را برای بیماران سرطانی افزایش می‌دهد. با این حال، آسیب استخوانی ناشی از پرتودرمانی - از جمله کاهش توده استخوانی، افزایش شکنندگی استخوان و خطر بالاتر شکستگی و استئونکروز - یک مشکل رایج است که در حال حاضر فاقد اقدامات متقابل موثر است.
تابش با سرکوب رشد ، بقا و بلوغ سلولهای تشکیل دهنده استخوان به نام استئوبلاست باعث ایجاد این آسیب می شود و در نتیجه مانع از تشکیل استخوان می شود. یکی از راه حل های بالقوه می تواند در معرض مزارع الکترومغناطیسی غیر تهاجمی (EMF) باشد که به تحریک رشد و تمایز پوکی استخوان شناخته شده است و می تواند اثرات تابش را کاهش دهد. اکنون یک تیم تحقیقاتی در چین شکل موج بهینه EMF را برای به حداکثر رساندن اثربخشی چنین درمانی شناسایی کرده و یافته‌ها را در با پیشرفتهای علمی.
دا جینگ، از چهارمین دانشگاه علوم پزشکی ارتش، و همكاران ابتدا سلولهای استخوانی را در معرض تحریک EMF با استفاده از شکل های موج های مختلف ، از جمله EMF سینوسی ، EMF تک پالس و EMF پالس-كوچك (PEMF) قرار دادند. برای ارزیابی پاسخ سلول‌ها، یون کلسیم داخل سلولی (Ca2+) سیگنال دهی، یکی از اولین پاسخ های سلولی به محرک های خارجی است.
این تیم دریافت که PEMF کلسیم درون سلولی قوی تری را القا می کند2+ سیگنال دهی در استئوبلاست های تابیده شده نسبت به سایر شکل های موج، که با Ca منحصر به فرد مشخص می شود2+ نوسانات با چندین Ca2+ تیر. تجزیه و تحلیل های بیشتر نشان داد که یک شکل موج PEMF که قبلاً شناسایی نشده بود با شدت میدان مغناطیسی 2 mT و فرکانس 15 هرتز قوی ترین پاسخ را در استئوبلاست ها ایجاد کرد. در مقابل، این شکل موج PEMF هیچ تاثیری بر سایر انواع سلول های استخوانی تحت تابش (استئوکلاست ها و استئوسیت ها) نداشت.
سپس، محققان بررسی کردند که آیا PEMF ارائه شده با استفاده از این پارامترهای بهینه می تواند از دست دادن استخوان ناشی از تشعشع را کاهش دهد یا خیر. در داخل بدن. در مطالعات روی موش‌ها، آن‌ها یک اندام عقبی را در معرض دو دوز 8 گری از تابش کانونی قرار دادند (با فاصله یک روز) و از میکرو CT برای ارزیابی ساختار استخوان 45 روز بعد استفاده کردند. اندام تحت تابش از دست دادن استخوان ترابکولار قابل توجهی ، از جمله کاهش تقریباً 50 ٪ در کسری از حجم استخوان و تراکم مواد معدنی استخوان در مقایسه با طرف غیرقابل تحمل.
گروه دوم از موش ها روزانه PEMF کل بدن (2 ساعت در روز) را به مدت 45 روز پس از تابش دریافت کردند. این درمان با نجات استئوبلاست‌ها، توده استخوان و خواص مکانیکی را در اندام‌های عقبی تحت تابش به سطح اندام‌های بدون تابش بازگرداند. این تیم خاطرنشان کرد که PEMF هیچ تاثیری بر وزن بدن حیوانات یا مصرف غذا نداشت.
با نشان دادن اینکه قرار گرفتن در معرض PEMF می تواند از دست دادن استخوان ناشی از تشعشع را کاهش دهد، همچنین ضروری است که PEMF تأثیر نامطلوبی بر درمان تومور نداشته باشد. با در نظر گرفتن این موضوع، محققان حساسیت استئوبلاست ها و سلول های تومور مختلف (سرطان سینه، سرطان روده بزرگ، ملانوم بدخیم و سلول های استئوسارکوم) را با PEMF مقایسه کردند.
تابش باعث کاهش زنده ماندن سلولی و ترویج آپوپتوز در همه انواع سلول می شود. مهم‌تر از همه، اگرچه PEMF زنده‌مانی استئوبلاست را بهبود بخشید و آپوپتوز استئوبلاست را مهار کرد، اما هیچ تأثیری بر زنده‌مانی یا آپوپتوز در هیچ یک از سلولهای تومور در هیچ نقطه‌ای نداشت.
بیوئینک زنده می تواند ترمیم و بازسازی استخوان را افزایش دهد
محققان این گزینش پذیری را به حضور مژک های اولیه - اندامک های حسی که نشانه های مکانیکی خارج سلولی را شناسایی و ترجمه می کنند - که به عنوان حسگر PEMF عمل می کنند، نسبت می دهند. این مژک های اولیه در استئوبلاست ها بسیار فراوان هستند، اما در اکثر سلول های تومور وجود ندارند. در آزمایشی که در آن تولید مژه های اولیه در استئوبلاست های تحت تابش مسدود شد، افزایش بقای استئوبلاست و تمایز ناشی از PEMF تقریباً به طور کامل ناپدید شد.
محققان نتیجه می‌گیرند: «با توجه به اینکه در بین انواع سلولهای استخوانی، استئوبلاست‌ها به‌خصوص به تشعشع حساس هستند، این رژیم PEMF که باعث فعال‌سازی خاص استئوبلاست‌ها می‌شود، به نظر می‌رسد رویکردی امیدوارکننده و بسیار کارآمد در برابر آسیب استخوانی ناشی از تشعشع باشد».
