Пожилые люди часто страдают от боли и воспаления в суставах, и исследователи Университета Алабамы в Хантсвилле (UAH) нашли способ им помочь. Они выяснили, что слабый непрерывный ультразвук способен развернуть иммунный ответ организма с затяжного воспаления на восстановление тканей. Со временем это может лечь в основу новых способов лечить травмы суставов и посттравматический остеоартрит.
Ультразвук без проникновения в тело влияет на макрофаги — особые клетки иммунитета, от которых зависит и воспаление, и заживление.
«После травмы организм привлекает воспалительные макрофаги-„защитники“ (M1) для очистки поврежденных тканей и макрофаги-„исцелители“ (M2) для поддержки восстановления и регенерации. Длительное доминирование защитных макрофагов может создать постоянную воспалительную среду, способствующую посттравматическому остеоартриту», — объясняет Анурадхи Субраманиан, руководитель исследовательской группы.
Чтобы точнее воспроизвести то, что происходит после травмы сустава, исследователи взяли фрагменты фибронектина — молекулы, которые появляются при распаде тканей, а не полагались только на привычные лабораторные способы вызвать воспаление. Благодаря этому удалось создать модель, которая ближе к настоящей среде внутри поврежденного сустава.
Исследователи соединили «транскриптомику» — масштабный анализ активности генов с продвинутым расчетным методом под названием «дифференциальный кластерный анализ». Этот метод находит группы генов, которые ведут себя схоже при смене условий, а не просто собирает вместе гены, похожие сами по себе. Вместо того чтобы разглядывать каждый ген по отдельности, такой подход позволил увидеть согласованные сдвиги в целых группах генов и шире понять, как иммунные клетки отвечают на ультразвук.
Результаты эксперимента показали, что слабый непрерывный ультразвук снижает признаки воспаления и одновременно усиливает признаки восстановительного — M2-подобного состояния макрофагов.
«В состоянии M1 макрофаги способствуют воспалению для борьбы с повреждением или инфекцией, но длительная активность M1 также может повреждать здоровые ткани. В отличие от них, макрофаги M2-подобного типа поддерживают восстановление и регенерацию тканей. Переключение макрофагов в M2-подобное состояние важно, поскольку это может помочь уменьшить хроническое воспаление, одновременно способствуя заживлению поврежденных суставов», — отмечает доктор Суббуманиан.
Ранее ученые выяснили, что недосып и работа в ночную смену повышают риск развития остеоартрита.