Un nou studiu realizat de cercetători de la Universităţile Galway şi Limerick sugerează că stimularea electrică ar putea fi esenţială pentru menţinerea sănătăţii tendoanelor. Cercetarea oferă noi posibilităţi în repararea şi regenerarea tendoanelor.
Tendoanele rezistă la solicitări mecanice intense, facilitând în acelaşi timp transmiterea forţei de la muşchi la oase. De asemenea, sunt piezoelectrice, ceea ce înseamnă că, atunci când sunt întinse, produc un câmp electric, considerat important pentru reglarea funcţiei celulelor tendinoase. Cu toate acestea, atunci când sunt lezate, tendoanele oferă o vindecare limitată, ceea ce duce adesea la durere cronică şi invaliditate, afectând astfel productivitatea pacienţilor.
Recuperarea în urma leziunilor tendinoase este lentă şi necesită adesea o reabilitare de durată, ceea ce cauzează aproape două luni de zile lucrătoare pierdute per leziune, spun cercetătorii. Medicina regenerativă actuală pentru repararea tendoanelor nu a reuşit până în prezent să recreeze mediul nativ al celulelor tendinoase, ceea ce, în cele din urmă, împiedică potenţialul lor terapeutic.
În noul studiu, echipa de cercetare s-a concentrat pe înţelegerea modului în care semnalele electrice şi mecanice funcţionează împreună pentru a controla funcţia celulelor tendinoase. În mod tradiţional, aceste celule sunt extrem de dificil de cultivat în laborator, deoarece îşi pierd rapid şi ireversibil funcţiile asemănătoare tendonului odată izolate din organism.
Pentru a aborda aceste provocări, echipa a dezvoltat un nou dispozitiv de cultură celulară - un „bioreactor piezoelectric” care funcţionează într-un mod similar cu timpanul uman şi care a furnizat vibraţii mecanice şi stimuli electrici celulelor tendinoase.
Această dublă stimulare a făcut ca celulele să îşi păstreze mai bine proprietăţile sănătoase, specifice tendonului, fiind în acelaşi timp înmulţite în laborator, ceea ce le permite să fie utilizate în abordări de reparare şi regenerare a ţesuturilor.
„Munca noastră îşi trage rădăcinile dintr-o înţelegere profundă a modului în care celulele simt şi interacţionează cu mediul lor. Până acum, celulele tendinoase au fost cultivate în laborator într-un dispozitiv specializat care le întinde pentru a imita efectele mişcării corpului. Cu toate acestea, această abordare nu ţine seama de faptul că ţesuturile tendinoase sunt piezoelectrice - generează semnale electrice atunci când sunt supuse unui stres mecanic. Proiectul nostru de cercetare a proiectat un sistem dinamic de stimulare electromecanică, care oferă celulelor semnalele specifice de care au nevoie pentru a-şi ghida cu succes dezvoltarea, recreând astfel condiţiile de mediu esenţiale observate în timpul formării şi reparării normale a ţesuturilor”, a declarat dr. Marc Fernandez-Yague, care a condus studiul, într-un comunicat.
În timp ce abordarea prezintă un mare potenţial pentru creşterea ţesuturilor tendinoase în laborator are şi implicaţii semnificative pentru generarea altor ţesuturi care răspund la forţe electrice şi mecanice duble, cum ar fi cartilajul, osul şi chiar ţesuturile cardiovasculare, spun cercetătorii.
Potrivit acestora, studiul deschide noi posibilităţi pentru dezvoltarea terapiilor care promovează consolidarea ţesuturilor şi oferă strategii alternative sau complementare metodelor actuale de reabilitare fizică.
„Înţelegem că terapiile musculo-scheletice tradiţionale se bazează adesea pe terapia fizică care furnizează semnale mecanice celulelor ţesuturilor în curs de regenerare. În schimb, încorporarea stimulării electrice oferă o mai mare precizie în controlul modului în care celulele răspund, oferind abordări mai eficiente pentru aplicaţii în medicina regenerativă. În mod critic, piezoelectricitatea tendonului a fost mult timp aluzată ca având funcţii fiziologice. Acest studiu este unul dintre primele de acest gen care arată că semnalele piezoelectrice pot regla diferenţierea şi dezvoltarea celulară”, a adăugat dr. Manus Biggs, profesor asociat la Universitatea din Galway şi cercetător principal al studiului, evidenţiind implicaţiile mai ample ale cercetării.
