Radyoterapi, kanser hastalarında hayatta kalma sürelerini etkili bir şekilde uzatan ve tedavi oranlarını artıran en yaygın kanser tedavilerinden biridir. Bununla birlikte, azalan kemik kütlesi, artan kemik kırılganlığı ve daha yüksek kırık ve osteonekroz riski de dahil olmak üzere radyoterapinin neden olduğu kemik hasarı, şu anda etkili karşı önlemlerin bulunmadığı yaygın bir sorun olmaya devam etmektedir.
Radyasyon, bu hasara, osteoblastlar adı verilen kemik oluşturan hücrelerin büyümesini, hayatta kalmasını ve olgunlaşmasını baskılayarak, dolayısıyla kemik oluşumunu engelleyerek neden olur. Potansiyel bir çözüm, osteoblast büyümesini ve farklılaşmasını uyardığı bilinen ve ışınlamanın etkilerini azaltabilen invaziv olmayan elektromanyetik alanlara (EMF'ler) maruz kalmak olabilir. Şimdi Çin'deki bir araştırma ekibi, böyle bir tedavinin etkinliğini en üst düzeye çıkarmak için en uygun EMF dalga biçimini belirledi ve bulguları şu şekilde bildirdi: Bilim Gelişmeler.
Da Jing, Dördüncü Askeri Tıp Üniversitesive meslektaşları ilk olarak kemik hücrelerini sinüzoidal EMF, tek darbeli EMF ve darbeli patlamalı EMF (PEMF) dahil olmak üzere çeşitli dalga formlarını kullanarak EMF uyarımına maruz bıraktılar. Hücrelerin tepkisini değerlendirmek için gerçek zamanlı hücre içi kalsiyum iyonunu (Ca2+) sinyalleme, dış uyaranlara verilen en eski hücresel tepkilerden biridir.
Ekip, PEMF'nin daha sağlam hücre içi Ca'yı tetiklediğini buldu.2+ ışınlanmış osteoblastlarda benzersiz Ca ile karakterize edilen diğer dalga formlarına göre sinyalleme2+ çoklu Ca ile salınımlar2+ sivri uçlar. Daha ileri analizler, 2 mT manyetik alan yoğunluğuna ve 15 Hz frekansına sahip, önceden tanımlanamayan bir PEMF dalga formunun, osteoblastlarda en güçlü tepkiyi ortaya çıkardığını gösterdi. Buna karşılık, bu PEMF dalga formunun diğer ışınlanmış kemik hücresi türleri (osteoklastlar ve osteositler) üzerinde hiçbir etkisi yoktu.
Daha sonra araştırmacılar, bu optimal parametreler kullanılarak uygulanan PEMF'nin radyasyona bağlı kemik kaybını azaltıp azaltamayacağını araştırdı. in vivo. Sıçanlar üzerinde yapılan çalışmalarda, bir arka uzuvunu iki doz 8 Gy fokal radyasyona (bir gün arayla) maruz bıraktılar ve 45 gün sonra kemik yapısını değerlendirmek için mikro-CT kullandılar. Işınlanmış uzuvlar, ışınlanmamış tarafa kıyasla kemik hacmi fraksiyonunda ve kemik mineral yoğunluğunda kabaca %50'lik bir azalma dahil olmak üzere önemli trabeküler kemik kaybı sergiledi.
İkinci bir sıçan grubuna ışınlamayı takip eden 2 gün boyunca günlük tüm vücut PEMF'si (45 saat/gün) verildi. Bu tedavi, osteoblastları kurtararak, ışınlanmış arka bacaklardaki kemik kütlesini ve mekanik özellikleri, ışınlanmayan uzuvların seviyesine geri getirdi. Ekip, PEMF'nin hayvanların vücut ağırlığı veya yiyecek alımı üzerinde hiçbir etkisinin olmadığını belirtiyor.
PEMF'ye maruz kalmanın radyasyona bağlı kemik kaybını azaltabildiğini gösterdikten sonra, PEMF'nin tümör tedavisini olumsuz etkilememesi de önemlidir. Bunu akılda tutarak, araştırmacılar osteoblastların ve çeşitli tümör hücrelerinin (meme kanseri, kolon kanseri, malign melanom ve osteosarkom hücreleri) PEMF'ye duyarlılığını karşılaştırdılar.
Işınlama, hücre canlılığını azalttı ve tüm hücre tiplerinde apoptozu teşvik etti. En önemlisi, PEMF'nin osteoblast canlılığını arttırmasına ve osteoblast apoptozunu inhibe etmesine rağmen, herhangi bir zaman noktasında tümör hücrelerinin hiçbirinde canlılık veya apoptoz üzerinde hiçbir etkisi olmadı.
Yaşayan biyomürekkep kemik onarımını ve yenilenmesini artırabilir
Araştırmacılar bu seçiciliği, PEMF sensörleri olarak görev yapan, hücre dışı mekanik ipuçlarını algılayan ve çeviren duyu organelleri olan birincil siliaların varlığına bağlamaktadır. Bu birincil kirpikler osteoblastlarda oldukça bol miktarda bulunur, ancak çoğu tümör hücresinde yoktur. Işınlanmış osteoblastlarda primer silia oluşumunun engellendiği bir deneyde, osteoblast hayatta kalma ve farklılaşmasındaki PEMF aracılı artış neredeyse tamamen ortadan kalktı.
Araştırmacılar, "Tüm kemik hücresi tipleri arasında osteoblastların radyasyona karşı özellikle duyarlı olduğu göz önüne alındığında, osteoblastların spesifik aktivasyonunu indükleyen bu PEMF rejimi, radyasyonun neden olduğu kemik hasarına karşı umut verici ve oldukça etkili bir yaklaşım gibi görünüyor."
