A radioterapia é um dos tratamentos de câncer mais comuns, prolongando efetivamente os tempos de sobrevivência e aumentando as taxas de cura dos pacientes com câncer. No entanto, os danos ósseos induzidos pela radioterapia – incluindo redução da massa óssea, aumento da fragilidade óssea e maior risco de fraturas e osteonecrose – continuam a ser um problema comum que atualmente carece de contramedidas eficazes.
A radiação causa esses danos ao suprimir o crescimento, a sobrevivência e a maturação das células formadoras de osso chamadas osteoblastos, inibindo assim a formação óssea. Um remédio potencial poderia ser a exposição a campos eletromagnéticos não invasivos (CEM), que estimulam o crescimento e a diferenciação dos osteoblastos, e poderiam mitigar os efeitos da irradiação. Agora, uma equipe de pesquisa na China identificou a forma de onda EMF ideal para maximizar a eficácia de tal tratamento, relatando as descobertas em Os avanços da ciência.
Da Jing, de Quarta Universidade Médica Militare colegas primeiro submeteram células ósseas à estimulação EMF usando várias formas de onda, incluindo EMF sinusoidal, EMF de pulso único e EMF de explosão pulsada (PEMF). Para avaliar a resposta das células, eles monitoraram o íon cálcio intracelular em tempo real (Ca2+) sinalização, uma das primeiras respostas celulares a estímulos externos.
A equipe descobriu que o PEMF induziu Ca intracelular mais robusto2+ sinalização em osteoblastos irradiados do que as outras formas de onda, caracterizada por Ca único2+ oscilações com múltiplos Ca2+ espigões. Análises adicionais mostraram que uma forma de onda PEMF anteriormente não identificada com uma intensidade de campo magnético de 2 mT e uma frequência de 15 Hz provocou a resposta mais forte nos osteoblastos. Em contraste, esta forma de onda PEMF não teve efeito sobre outros tipos de células ósseas irradiadas (osteoclastos e osteócitos).
Em seguida, os investigadores investigaram se o PEMF administrado utilizando estes parâmetros ideais poderia mitigar a perda óssea induzida pela radiação. in vivo. Em estudos em ratos, eles expuseram um membro posterior a duas doses de 8 Gy de radiação focal (com um dia de intervalo) e usaram micro-TC para avaliar a estrutura óssea 45 dias depois. Os membros irradiados exibiram perda óssea trabecular significativa, incluindo uma diminuição de aproximadamente 50% na fração de volume ósseo e na densidade mineral óssea em comparação com o lado não irradiado.
Um segundo grupo de ratos recebeu diariamente PEMF de corpo inteiro (2 horas/dia) durante os 45 dias após a irradiação. Este tratamento restaurou a massa óssea e as propriedades mecânicas dos membros posteriores irradiados ao nível dos membros não irradiados, resgatando osteoblastos. A equipe observa que o PEMF não teve efeito no peso corporal ou na ingestão de alimentos dos animais.
Tendo demonstrado que a exposição ao PEMF pode mitigar a perda óssea induzida pela radiação, também é essencial que o PEMF não tenha um impacto negativo no tratamento do tumor. Pensando nisso, os pesquisadores compararam a sensibilidade dos osteoblastos e de diversas células tumorais (câncer de mama, câncer de cólon, melanoma maligno e células de osteossarcoma) ao PEMF.
A irradiação reduziu a viabilidade celular e promoveu a apoptose em todos os tipos de células. Crucialmente, embora o PEMF tenha melhorado a viabilidade dos osteoblastos e inibido a apoptose dos osteoblastos, não teve efeito sobre a viabilidade ou apoptose em qualquer uma das células tumorais em qualquer momento.
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Os pesquisadores atribuem essa seletividade à presença de cílios primários – organelas sensoriais que detectam e traduzem sinais mecânicos extracelulares – que atuam como sensores PEMF. Esses cílios primários são altamente abundantes nos osteoblastos, mas ausentes na maioria das células tumorais. Numa experiência em que a geração de cílios primários em osteoblastos irradiados foi bloqueada, o aumento na sobrevivência e diferenciação de osteoblastos mediado por PEMF desapareceu quase completamente.
“Considerando que, entre todos os tipos de células ósseas, os osteoblastos são particularmente sensíveis à radiação, este regime PEMF, que induz a ativação específica dos osteoblastos, parece ser uma abordagem promissora e altamente eficiente contra os danos ósseos induzidos pela radiação”, concluem os investigadores.
