В глубинах нашего организма разворачиваются бесконечные сражения, невидимые невооружённым глазом. Клетки-защитники, макрофаги, подобно древним стражам, патрулируют внутренние пространства, уничтожая врагов и очищая поля былых битв от повреждённых клеток. Но иногда их рвение оборачивается против самого организма, и благое дело воспаления, призванное изолировать угрозу, превращается в медленный пожар, разрушающий здоровые ткани. Учёные из Тринити-колледжа в Дублине, кажется, нашли необычный ключ к управлению этими стражниками — обычное электричество.
Исследовательская группа совершила открытие, которое может перевернуть представления о восстановлении после травм и болезней. Они экспериментально доказали, что направленное воздействие слабыми электрическими токами способно «переубедить» макрофаги, заставив их переключиться с режима агрессивного воспаления на режим восстановителя и миротворца.
Электрический импульс как лекарство
В основе открытия лежит работа с ключевыми игроками иммунной системы. Макрофаги — это клетки с двойной природой. Они могут быть как провоспалительными «солдатами», атакующими угрозу, так и противовоспалительными «санитарами», которые успокаивают буйных соседей и стимулируют заживление. Задача медицины давно заключалась в том, чтобы научиться мягко подталкивать их ко второму, созидательному сценарию.
Ирландские учёные в своём исследовании, опубликованном в журнале Cell Reports Physical Science, создали специальную лабораторную установку — биореактор, — в котором подвергли человеческие макрофаги, полученные из донорской крови, воздействию электрического тока. Результаты превзошли ожидания. Клетки, получившие «электрическую встряску», демонстрировали явные признаки трансформации в миролюбивое состояние.
У них снизилась активность генов, ответственных за воспалительные сигналы, и, что особенно важно, усилилась экспрессия генов, связанных с ростом новых кровеносных сосудов и привлечением стволовых клеток к месту «аварии». Проще говоря, электричество не просто успокаивало иммунный ответ — оно активно включало механизмы регенерации.
От лабораторной чашки к медицине будущего
«Мы давно знаем, что иммунная система жизненно важна для восстановления повреждений в нашем теле, и что макрофаги играют в этом центральную роль», — объясняет ведущий автор работы, доктор Синед О’Рурк. — «Многие учёные ищут способы «перепрограммировать» макрофаги для более быстрого и эффективного заживления. И хотя появляется всё больше свидетельств того, что электрическая стимуляция может влиять на поведение клеток во время заживления ран, до нашей работы почти ничего не было известно о её воздействии именно на человеческие макрофаги».
Значимость этого открытия трудно переоценить. Во-первых, метод опробован на клетках человека, что увеличивает шансы на его успешное применение в клинической практике. Во-вторых, электрическая стимуляция — относительно безопасный и неинвазивный подход по сравнению со многими фармацевтическими препаратами.
«Мы очень воодушевлены этими результатами», — добавляет профессор Майкл Монахан, под чьим руководством велась работа. — «Следующими шагами станут исследования более сложных режимов стимуляции для получения более точных и продолжительных эффектов, а также поиск новых материалов и способов подачи электрических полей. Эта концепция показала убедительные эффекты в лабораторных условиях и обладает огромным потенциалом для лечения широкого спектра воспалительных заболеваний».
Это открытие открывает дорогу к принципиально новым терапевтическим стратегиям. В будущем компактные устройства, генерирующие слабые токи, смогут использоваться для лечения хронических ран, последствий инфарктов, травм спинного мозга и многих других состояний, где ключевым препятствием для выздоровления является неуправляемое воспаление. Учёные, по сути, нашли способ говорить на языке собственной защитной системы нашего тела, убеждая её действовать мудрее и эффективнее. И язык этот оказался языком электрических импульсов.