טיפול בקרינה הוא אחד מטיפולי הסרטן הנפוצים ביותר, המאריך ביעילות את זמני ההישרדות ומגדיל את שיעורי הריפוי של חולי סרטן. עם זאת, נזק לעצם הנגרם כתוצאה מהקרנות - לרבות מופחתת מסת עצם, עלייה בשבריריות העצם וסיכון גבוה יותר לשברים ואוסטאונקרוזיס - נותרה בעיה שכיחה שאין בה כיום אמצעי נגד יעילים.
קרינה גורמת לנזק זה על ידי דיכוי הצמיחה, ההישרדות וההתבגרות של תאים יוצרי עצם הנקראים אוסטאובלסטים, ובכך מעכבת את יצירת העצם. תרופה פוטנציאלית אחת יכולה להיות חשיפה לשדות אלקטרומגנטיים לא פולשניים (EMFs), אשר ידועים כממריצים גדילה והתמיינות אוסטאובלסטים, ויכולים למתן את השפעות ההקרנה. כעת צוות מחקר בסין זיהה את צורת הגל האופטימלית של EMF כדי למקסם את היעילות של טיפול כזה, ודיווח על הממצאים ב התקדמות מדע.
דה ג'ינג, מ האוניברסיטה הרביעית לרפואה צבאית, ועמיתיו הכפיפו לראשונה תאי עצם לגירוי EMF באמצעות צורות גל שונות, כולל EMF סינוסואידי, EMF חד פעמי ו-EMF פולס-פרץ (PEMF). כדי להעריך את תגובת התאים, הם ניטרו בזמן אמת יון סידן תוך תאי (Ca2+) איתות, אחת התגובות הסלולריות המוקדמות ביותר לגירויים חיצוניים.
הצוות מצא ש-PEMF גרר Ca תוך תאי חזק יותר2+ איתות באוסטאובלסטים מוקרנים מאשר צורות הגל האחרות, המאופיינת על ידי Ca ייחודי2+ תנודות עם מספר Ca2+ קוצים. ניתוחים נוספים הראו שצורת גל PEMF שלא זוהתה בעבר עם עוצמת שדה מגנטי של 2 mT ותדר של 15 הרץ עוררה את התגובה החזקה ביותר באוסטאובלסטים. לעומת זאת, לצורת גל PEMF זו לא הייתה השפעה על סוגים אחרים של תאי עצם מוקרנים (אוסטאוקלסטים ואוסטאוציטים).
לאחר מכן, החוקרים חקרו האם PEMF הנמסר באמצעות פרמטרים אופטימליים אלה יכול להפחית את אובדן העצם הנגרם כתוצאה מהקרינה in vivo. במחקרים על חולדות, הם חשפו גפה אחורית אחת לשתי מנות 8 Gy של קרינה מוקדית (בהפרש של יום אחד) והשתמשו במיקרו-CT כדי להעריך את מבנה העצם 45 ימים לאחר מכן. הגפיים המוקרנות הראו אובדן עצם טרבקולרי משמעותי, כולל ירידה של כ-50% בשבר נפח העצם ובצפיפות המינרלים של העצם בהשוואה לצד הלא מוקרן.
קבוצה שנייה של חולדות קיבלה PEMF יומי של כל הגוף (שעתיים ליום) במשך 2 הימים שלאחר ההקרנה. טיפול זה החזיר את מסת העצם ותכונות מכניות בגפיים אחוריות מוקרנות לרמה של גפיים לא מוקרנות, על ידי הצלת אוסטאובלסטים. הצוות ציין כי ל-PEMF לא הייתה השפעה על משקל הגוף או צריכת המזון של החיות.
לאחר שהראתה שחשיפה ל-PEMF יכולה להפחית את אובדן העצם הנגרם מקרינה, חיוני גם שה-PEMF לא ישפיע לרעה על הטיפול בגידול. מתוך מחשבה על כך, השוו החוקרים את הרגישות של אוסטאובלסטים ותאי גידול שונים (סרטן שד, סרטן המעי הגס, מלנומה ממאירה ותאי אוסטאוסרקומה) ל-PEMF.
הקרנה הפחיתה את כדאיות התא וקידמה אפופטוזיס בכל סוגי התאים. באופן מכריע, למרות ש-PEMF שיפר את הכדאיות של אוסטאובלסט ועיכבה אפופטוזיס אוסטאובלסט, לא הייתה לו השפעה על הכדאיות או אפופטוזיס באף אחד מתאי הגידול בכל נקודת זמן.
ביו-דיו חי יכול לשפר את תיקון העצם והתחדשות
החוקרים מייחסים את הסלקטיביות הזו לנוכחות של ריסים ראשוניים - אברונים תחושתיים שמזהים ומתרגמים רמזים מכניים חוץ-תאיים - הפועלים כחיישני PEMF. ריסים ראשוניים אלו מצויים בשפע מאוד באוסטאובלסטים, אך נעדרים ברוב תאי הגידול. בניסוי שבו נחסם יצירת ריסים ראשוניים באוסטאובלסטים מוקרנים, העלייה בתיווך PEMF בהישרדות ובהתמיינות האוסטאובלסטים נעלמה כמעט לחלוטין.
"בהתחשב בכך שבין כל סוגי תאי העצם, אוסטאובלסטים רגישים במיוחד לקרינה, נראה שמשטר PEMF זה, הגורם להפעלה ספציפית של אוסטאובלסטים, הוא גישה מבטיחה ויעילה במיוחד נגד נזקי עצם הנגרמים מקרינה", מסכמים החוקרים.
