Wibracje regulują proliferację i fenotyp makrofagów oraz procesy gojenia

Makrofagi prawidłowo reagujące na biochemiczne szlaki sygnałowe są niezbędne w procesie gojenia tkanek. Charakter (fenotyp) makrofagów może być dwojaki: bardziej sprzyjać procesom naprawczym albo prozapalnym, w zależności od sygnałów otoczenia. Zatem terapie, które modulują fenotyp i funkcje makrofagów, mogą poprawiać procesy gojenia. Ostatnio uwagę przykuwa wrażliwość makrofagów na sygnały mechaniczne, jak wibracje terapeutyczne, przy czym wykazano pozytywny wpływ wibracji o niskiej intensywności (low-intensity vibrations, LIV) na regenerację kości i gojenie się ran skóry, ale mechanizm za to odpowiedzialny pozostaje do wyjaśnienia. W prezentowanym doniesieniu naukowców ze Stanów Zjednoczonych poddawano makrofagi stymulacji LIV, aby określić, czy makrofagi mogą odbierać takie sygnały i czy wpłyną one na zmiany w ekspresji genów kodujących białka zaangażowane w naprawę tkanek.

• LIV znacząco zwiększyły liczbę makrofagów po 3 dniach stymulacji. Największą odpowiedź dała kombinacja parametrów LIV 100 Hz i 0,15 g.
• Rónież ekspresja genów kodujących progojące czynniki wzrostu VEGF i TGF-β wzrosła po LIV.
• Ponadto kombinacja LIV 100 Hz i 0,15 g istotnie obniżyła poziomy prozapalnych cytokin IL-6, IFN-γ i TNF-α, o ok 10 % w dniu 1 i znacznie bardziej, o ok. 40-50 %, w dniu 3.

Opracowano na podstawie:

Low-intensity vibrations accelerate proliferation and alter macrophage phenotype in vitro. Pongkitwitoon S, Weinheimer-Haus EM, Koh TJ, Judex S. J Biomech. 2016 Mar 21;49(5):793-796.

Badana populacja

Badania prowadzono in vitro na hodowanych mysich makrofagów.

Procedura badania

Badano kilka grup komórek.

• Komórki kontrolne, bez LIV lub
• komórki poddane LIV w 4 wariantach kombinacji parametrów wibracji (częstotliwość i przyspieszenie):
  • 30 Hz i 1 g,
  • 30 Hz i 0,15 g,
  • 100 Hz i 1 g,
  • 100 Hz i 0,15 g.

Wibracje podawano przez 3 kolejne dni. Stosowano dwie 20-minutowe sesje dziennie, oddzielone 2-godzinnym odpoczynkiem. Komórki kontrolne były traktowane identycznie, z tym wyjątkiem, że nie podawano im wibracji.

Wyniki

Wszystkie cztery sygnały LIV znacząco zwiększyły liczbę makrofagów po 3 dniach stymulacji. Największą odpowiedź dała kombinacja 100 Hz i 0,15 g, generująca nieco ponad 2-krotnie większą liczbę komórek, niż obserwowano w tym czasie w grupie kontrolnej.

Rónież ekspresja genów, kodujących progojące czynniki wzrostu VEGF i TGF-β, wzrosła przy wszystkich czterech sygnałach LIV (dzień 1).

Ponadto kombinacja LIV 100 Hz i 0,15 g istotnie obniżyła poziomy prozapalnych cytokin IL-6, IFN-γ i TNF-α, o ok 10 % w dniu 1 i znacznie bardziej, o ok. 40-50 %, w dniu 3.

Komentarz

Wyniki prezentowanego doniesienia pokazują wrażliwość makrofagów na sygnały mechanicznych wibracji o określonych parametrach i mogą sugerować, że LIV może wspierać procesy naprawcze tkanek poprzez zmniejszanie stanu zapalnego i promowanie sprzyjającego gojeniu fenotypu makrofagów.

Więcej w: