Il quarto stato della materia, il plasma: una tecnologia per la cura delle ossa?

plasma freddo

Disposizione dei filamenti di plasma freddo a diverse frequenze di impulsi a microsecondi. Crediti: Laboratorio di Theresa Freeman presso la Thomas Jefferson University.

Il plasma freddo può promuovere o inibire la formazione delle ossa.

Filadelfia- Il plasma freddo sembra splendere come la spada laser di “Star Wars”, ma questa energia, fatta di elettroni che cambiano polarità in micro o nano-secondi, può favorire la guarigione delle ossa, secondo uno studio pubblicato l’11 agosto nel Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine. Molte persone interagiscono col plasma ogni giorno. Si trova nei televisori, nelle luci fluorescenti, nei fulmini, nell’aurora boreale e nel sole. Tuttavia, questi sono esempi di plasma “termico” caldo. Fin dalla scoperta del plasma freddo, circa 20 anni fa, è stato usato nell’agricoltura per sterilizzare la superficie della frutta senza danneggiarla. Di recente, gli scienziati hanno eseguito esperimenti trattando le cellule animali e i tessuti con plasma freddo per capire la sua potenziale applicazione in medicina.

“Abbiamo studiato come diverse applicazioni del plasma freddo possano sia uccidere le cellule, come nel tumore della pelle, che favorirne la crescita, come nelle ossa. In questo studio, ci siamo chiesti come il plasma freddo influenzi l’area attorno alle cellule, detta matrice extracellulare”, dice l’autore principale Theresa Freeman, Ph.D., Professore Associato nel Dipartimento di Chirurgia Ortopedica presso il Sidney Kimmel Medical College della Thomas Jefferson University. La matrice extracellulare attorno alle cellule è fatta di collagene e altre proteine che interagiscono con le cellule stesse e possono influenzare la loro crescita e il loro comportamento. Per esempio, la matrice extracellulare può sia promuovere che inibire la formazione delle ossa o la crescita del cancro e delle metastasi.

“Abbiamo mostrato che la matrice trattata con il plasma freddo generato usando impulsi di microsecondi, può promuovere la differenziazione cellulare in cartilagine e incrementare la formazione delle ossa”, dice il Dr.Freeman.

“Al contrario, abbiamo mostrato che la matrice trattata con plasma freddo ad impulsi di nanosecondi, può inibire la differenziazione cellulare e la formazione delle ossa.” Lo studio dimostra che il plasma freddo può essere “sintonizzato” per promuovere o inibire le interazioni cellula/matrice, alterando chimicamente la matrice. I ricercatori hanno iniziato i loro esperimenti esponendo una matrice cellulare disponibile in commercio (Matrigel), ad impulsi di nanosecondi o microsecondi di plasma freddo a diverse frequenze. Quando il Matrigel trattato con impulsi di microsecondi è stato inserito in un topo, le cellule sono entrate nel gel e hanno iniziato a formare il tessuto osseo.

Tuttavia, molte meno cellule sono entrate nel gel trattato con impulsi di nanosecondi e la formazione delle ossa è stata fermata. Usando un campione in vitro, il Dr.Freeman e colleghi, hanno mostrato che le cellule cresciute sul collagene trattato con impulsi di microsecondi mostravano maggior livello di adesione focale, che indica una migliore connessione cellula/matrice che favorisce la formazione ossea. Mostravano anche maggiori livelli di proteine anti-apoptotiche, suggerendo una ambiente migliore per le cellule rispetto al collagene trattato con impulsi di nanosecondi.

“Con l’espandersi dell’applicazione medica del plasma freddo, sarà importante studiare vari tipi di plasma e condizioni in modelli di tessuto, piuttosto che in cellule isolate”, dice il Dr.Freeman. “Perchè il plasma freddo influenza ogni tipo di cellula e proteina della matrice per produrre effetti fisiologici variabili”, aggiunge. “E’ importante studiare non solo come si comporti ogni cellula quando esposta, ma il come reagiscano assieme nel tessuto e nell’ambiente dell’organismo”.
L’autore non riporta conflitti di interesse.

Riferimento: P. Eisenhauer, et al., “Chemical modification of extracellular matrix by cold atmospheric plasma generated reactive species affects chondrogenesis and bone formation,” J Tissue Eng Regen Med, DOI: 10.1002/term.2224, 2016.
Edyta Zielinska

Jefferson.edu

Il quarto stato della materia, il plasma: una tecnologia per la cura delle ossa? ultima modifica: 2016-08-18T12:08:09+00:00 da Richard
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Richard

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