Vysokofrekvenční zvukové vlny přeměňují kmenové buňky v kost

Opětovný růst nebo náhrada kosti ztracené v důsledku nemoci je složitý a často velmi bolestivý proces. V nové studii australští vědci představili elegantní a relativně jednoduchý způsob, jak přimět kmenové buňky, aby se rychle a efektivně proměnily v kostní buňky. Využili k tomu vysokofrekvenční zvukové vlny.

Studie byla publikována v odborném časopise Small.

Kmenové buňky mají obrovský potenciál v medicíně, neboť pomáhají regenerovat různé tkáně v těle. Kostní tkáň je v tomto ohledu ale problematická a těžko se s ní pracuje. Pro tvorbu kostní tkáně jsou klíčové zejména mezenchymální kmenové buňky (MSC), ze kterých se vyvíjejí osteocyty a osteoblasty. Izolace těchto kmenových buněk je nicméně bolestivá procedura, a navíc s nejistým výsledkem – je totiž velmi obtížné z nich vypěstovat takové množství kostních buněk, které by se dalo účinně použít.

Vědci z RMIT University (oficiálně Royal Melbourne Institute of Technology) nyní představili rychlejší a jednodušší způsob, jak vyvolat přeměnu MSC v kostní buňky než ten dosud konvenčně využívaný. Již z dřívějších studií výzkumníci věděli, že vibrace ze zvukových vln mohou vyvolávat diferenciaci buněk. Tento proces ale obvykle trval více než týden a výsledky byly nekonzistentní. Tyto experimenty se omezovaly jen na nízké frekvence a předpokládalo se, že zvýšení frekvence by mělo jen malý přínos. Tým vědců z RMIT se však rozhodl otestovat i frekvence vyšší.

Vědci použili mikročip, který produkoval zvukové vlny v rozsahu MHz, a nasměroval je na MSC umístěné v silikonovém oleji na kultivační destičce. Zjistili, že optimální nastavení bylo vystavit tyto buňky signálům 10 MHz po dobu 10 minut denně po dobu pěti dnů. Výsledkem bylo zvýšení hladiny jistých molekulárních markerů, které naznačovalo, že se tyto buňky přeměňují na buňky kostní.

„Naše zařízení je levné a snadno se používá, takže jej lze snadno rozšířit pro současné ošetření velkého počtu kmenových buněk,“ vysvětluje Leslie Yeo, spoluřešitel studie.

Jakmile se kmenové buňky začnou diferencovat na kost, mohou být injikovány do těla v místě poranění či nemoci nebo mohou být naneseny na implantát a pomoci tak při obnově kosti. Podle vědců zvukové vlny mohou zcela nahradit léčiva, která stimulují přeměnu MSC na kostní buňky, díky tomu je celý proces mnohem elegantnější, rychlejší a efektivnější. Nyní tým plánuje pokračovat ve výzkumu, aby platformu rozšířil pro praktické použití.

Originální publikace: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202106823

Zdroj: New Atlas, zdroj titulního obrázku: National Cancer Institute, Unsplash