La terapia con cellule staminali ha bisogno di molte cellule umane, di un tipo specifico. Facendo Brillare un laser nel vicino infrarosso su cellule staminali adulte derivate dal grasso corporeo umano, le cellule staminali si replicano il 54% più velocemente. A seguito di ciò con un laser verde, si consente alle cellule staminali di trasformarsi in diversi tipi di cellule in modo più rapido e affidabile, hanno scoperto i ricercatori dell’Università di Johannesburg. L’irradiazione consecutiva determina un aumento della proliferazione e della differenziazione in condizioni di laboratorio.
La maggior parte delle persone trasporta del grasso corporeo. Spesso l’idea è quella di lavorare tutto in palestra o bandirlo con qualche nuovo piano alimentare. Ma il “grasso della pancia” che molti di noi risentono, potrebbe un giorno diventare una fonte per una forma di medicina personale completamente nuova.
Il corpo umano può ripararsi in una certa misura. La pelle sana può ricrescere. Le ossa forti guariscono dalle fratture. Ma le persone che vivono con condizioni come l’osteoporosi, sanno cosa succede quando i loro corpi non possono fare le riparazioni necessarie. Le loro vite si riducono a ciò che le condizioni, le cure mediche a cui possono accedere, consentono ancora loro di fare.
Ma se c’è un modo per creare le cellule sane necessarie per riparare i tessuti danneggiati, nuove terapie possono migliorare la qualità della vita delle persone in futuro.
All’interno dei tessuti adiposi umani sono nascoste cellule “primitive” chiamate cellule staminali adipose. Persone di qualsiasi età hanno queste cellule staminali, con la capacità di trasformarsi in cellule ossee, o in cellule del fegato o del cuore. Le cellule staminali possono, in teoria, essere modificate su richiesta in qualsiasi tipo di cellula necessaria per riparare qualsiasi parte del corpo umano.
Laser luminosi sulle cellule staminali
L’obiettivo attuale della ricerca sulle cellule staminali è rendere la teoria una realtà pratica.
La crescita di cellule tissutali come questa in un laboratorio deve avvenire in modo rapido e affidabile, afferma la prof.ssa Heidi Abrahamse. È direttrice del Laser Research Center (LRC) presso l’Università di Johannesburg.
“La speranza è che la terapia con cellule staminali per malattie come l’osteoporosi migliori in futuro le capacità di riparazione del corpo umano. Con l’osteoporosi, le cellule che dovrebbero differenziarsi in ossa, smettono di farlo. Ad esempio, la futura terapia con cellule staminali può aiutare a trattenere il calcio osseo.
“Attualmente, gli studi clinici che utilizzano terapie con cellule staminali per le malattie croniche non sono efficaci come sperato. In quelle prove, usano metodi chimici o biologici per incoraggiare la differenziazione cellulare.
“Utilizziamo la luce laser in una tecnica chiamata fotobiomodulazione (PBM). Facciamo brillare una luce laser di una specifica lunghezza d’onda sulle cellule staminali per stimolare una risposta.
“La nostra ricerca mira a modi migliori per moltiplicare e differenziare le cellule staminali in varie cellule tissutali”, aggiunge.
Due colori in sequenza
In generale, i ricercatori fanno brillare la luce laser rossa e nel vicino infrarosso sulle cellule staminali in laboratorio. Queste lunghezze d’onda fanno sì che le cellule si moltiplichino in cellule staminali più identiche. Il processo è chiamato proliferazione.
Tuttavia, per riparare qualsiasi parte del corpo, è anche necessario trasformare le cellule staminali negli altri tipi di cellule necessarie. Questo processo si chiama differenziazione.
Ma la luce laser rossa e nel vicino infrarosso non sembra incoraggiare così tanto la differenziazione.
In un articolo pubblicato su Biochimie , i ricercatori di UJ LRC hanno utilizzato una nuova combinazione di luce laser come passo verso questo obiettivo.
Hanno irradiato luce laser verde (lunghezza d’onda di 525 nanometri) sulle cellule staminali derivate dal tessuto adiposo. Hanno anche irradiato consecutivamente luce laser verde e nel vicino infrarosso (825 nanometri di lunghezza d’onda) sulle cellule staminali.
La luce laser verde è stata studiata solo di recente da ricercatori su varie linee cellulari.
“Volevamo i vantaggi delle lunghezze d’onda del vicino infrarosso e del laser verde, per ottenere sia la proliferazione che la differenziazione delle cellule staminali. La combinazione del vicino infrarosso e della luce laser verde sembra promettente”, afferma la dott.ssa Anine Crous. È una borsista post-dottorato presso l’LRC.
Semaforo verde per più veloce
L’utilizzo in sequenza del vicino infrarosso e della luce laser verde ha determinato una proliferazione del 54% superiore nelle cellule staminali dopo sette giorni rispetto al controllo.
C’erano anche specie reattive dell’ossigeno del 50% più alte rispetto al controllo, il che significava che la disponibilità alla differenziazione era significativamente più alta.
Le cellule staminali hanno aumentato la loro “valuta energetica”, il loro ATP cellulare. Le cellule avevano anche un potenziale di membrana mitocondriale molto più alto. Ciò significa che le “centrali elettriche” delle cellule moltiplicate e differenziate potrebbero immagazzinare molta più energia.
“L’utilizzo del vicino infrarosso e del verde fa sì che le cellule staminali derivate dall’adipe si moltiplichino rapidamente. Incoraggia anche una differenziazione sufficiente. Indagheremo ulteriormente su questo approccio per scopi rigenerativi”, aggiunge Crous.
La ricerca è stata condotta su linee cellulari commerciali in laboratorio. Gli studi clinici sull’uomo sono lontani anni.
Verso la medicina personalizzata
“Mentre la vita va avanti e il corpo invecchia, il suo meccanismo di riparazione rinuncia a farlo. Le nostre cellule vengono messe in panchina e non giocano così duramente come una volta”, afferma Crous.
“Fortunatamente abbiamo cellule staminali adipose nascoste nei nostri depositi di grasso. Insieme ai futuri trattamenti scientifici che utilizzano i laser, saremo in grado di migliorare significativamente i processi di riparazione naturali del nostro corpo”, aggiunge.
“Vedo questo tipo di tecnica rigenerativa come un passo verso la medicina personalizzata. Un giorno dovrebbe essere possibile evitare gli effetti collaterali difficili da gestire dell’utilizzo di un trattamento chimico “standard”. Ognuno reagisce in modo diverso ai farmaci. In futuro, “modificare” un trattamento con cellule staminali per una determinata persona dovrebbe essere efficace, con effetti collaterali minimi”, conclude Crous.
Questo lavoro è stato sostenuto da: la National Research Foundation (NRF) S&F – Scarce Skills Postdoctoral Fellowship (Grant no: 120752) ricevuta dalla dott.ssa Anine Crous; la borsa di studio post-laurea Global Excellence and Stature, Fourth Industrial Revolution (GES 4.0) ricevuta dalla sig.ra Madeleen Jansen van Rensburg; e la prof.ssa Heidi Abrahamse è stata sostenuta dalla South African Research Chairs Initiative del Department of Science and Technology and National Research Foundation of South Africa (SARChI/NRF-DST) (Grant no: 98337). Tutte le apparecchiature laser utilizzate in questo studio sono state fornite dal National Laser Center (NLC) del Sud Africa.