Исследователи из Тринити-колледжа в Дублине совершили прорыв, обнаружив, что применение электрического тока к макрофагам – ключевому типу иммунных клеток – может перепрограммировать их для снижения воспаления и ускорения заживления при заболеваниях или травмах. Это открытие указывает на многообещающую новую стратегию лечения, и научная группа активно продолжает изучение механизмов, лежащих в основе этого эффекта.
Макрофаги представляют собой белые кровяные тельца, выполняющие центральную роль в защите организма. Они перемещаются по тканям, выявляя вредоносные микробы и вирусы, удаляя поврежденные или мертвые клетки и активируя другие компоненты иммунной системы при необходимости.
Однако в некоторых случаях макрофаги могут чрезмерно реагировать, вызывая избыточное воспаление, которое вместо восстановления повреждает ткани. Такое неконтролируемое воспаление является характерной чертой многих заболеваний, что делает регулирование макрофагов ключевой целью для улучшения восстановления и уменьшения хронических состояний.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Cell Reports Physical Science, команда из Тринити-колледжа работала с макрофагами, полученными от здоровых доноров крови через Ирландский совет по переливанию крови в больнице Святого Джеймса. Клетки помещали в специализированный биореактор, который позволял применять контролируемую электрическую стимуляцию и наблюдать за биологическими эффектами.
Результаты оказались поразительными. Электрическая стимуляция переводила макрофаги в противовоспалительное состояние, способствующее восстановлению тканей. Ученые зафиксировали снижение активности воспалительных сигнальных маркеров, увеличение экспрессии генов, ответственных за формирование новых кровеносных сосудов (что крайне важно для роста тканей), а также усиленное привлечение стволовых клеток к ранам (еще один жизненно важный компонент процесса заживления).
«Мы давно знаем, что иммунная система жизненно важна для восстановления повреждений в нашем теле, и что макрофаги играют центральную роль в борьбе с инфекциями и направлении восстановления тканей», – отметила доктор Синед О’Рурк, научный сотрудник Школы биохимии и иммунологии Тринити-колледжа и первый автор исследования. «Как следствие, многие ученые ищут способы «перепрограммировать» макрофаги, чтобы способствовать более быстрому и эффективному заживлению при заболеваниях и ограничивать нежелательные побочные эффекты, связанные с чрезмерно агрессивным воспалением. И хотя растет количество доказательств того, что электрическая стимуляция может помочь контролировать поведение различных клеток при заживлении ран, очень мало было известно о том, как она влияет на человеческие макрофаги до этой работы».
«Мы очень воодушевлены полученными результатами. Это исследование не только впервые показывает, что электрическая стимуляция может заставить макрофаги человека подавлять воспаление, но также продемонстрировало усиленную способность макрофагов восстанавливать ткани, подтверждая, что электрическая стимуляция является новой захватывающей терапией для усиления собственных восстановительных процессов организма в огромном спектре различных ситуаций травм и заболеваний», – добавила доктор О’Рурк.
Научная группа, возглавляемая профессорами Эйслинг Данн (Школа биохимии и иммунологии) и Майклом Монаганом (Инженерная школа), подчеркнула потенциал данного подхода. Поскольку в исследовании использовались человеческие клетки крови, полученные результаты напрямую применимы в клинической практике. Кроме того, электрическая стимуляция относительно безопасна и проста в применении по сравнению со многими терапевтическими методами, что делает ее привлекательным кандидатом для различных медицинских целей.
Профессор Монаган отметил: «Среди будущих шагов – изучение более совершенных режимов электрической стимуляции для достижения более точных и продолжительных эффектов на воспалительные клетки, а также исследование новых материалов и методов доставки электрических полей. Эта концепция продемонстрировала убедительные эффекты in vitro и обладает огромным потенциалом в широком спектре воспалительных заболеваний».
Данное исследование является важным шагом на пути к разработке электрических методов лечения, которые однажды смогут помочь организму восстанавливаться более эффективно и безопасно.
