Η νέα μέθοδος αποκαλύπτει πώς εμφανίζεται η βλάβη στα ανθρώπινα βιολογικά κύτταρα λόγω μηχανικής κόπωσης

Μια νέα μέθοδος που αναπτύχθηκε από τους ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας του Σαν Ντιέγκο αποκαλύπτει πώς εμφανίζεται η βλάβη στα ανθρώπινα βιολογικά κύτταρα λόγω της μηχανικής κόπωσης. Τα ευρήματα, που δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Nature Communications, θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε νέες θεραπείες για καταστάσεις όπως η οστεοαρθρίτιδα και οι καρδιακές παθήσεις.

Η μηχανική κόπωση είναι η διαδικασία με την οποία τα υλικά αποτυγχάνουν αφού υποβληθούν σε επαναλαμβανόμενη τάση. Στο ανθρώπινο σώμα, η μηχανική κόπωση μπορεί να εμφανιστεί σε κύτταρα και ιστούς που υπόκεινται σε επαναλαμβανόμενη τάση, όπως οι αρθρώσεις, η καρδιά και τα αιμοφόρα αγγεία.

Η νέα μέθοδος, που ονομάζεται "δοκιμή κόπωσης nanoindentation", επιτρέπει στους ερευνητές να μετρήσουν τις μηχανικές ιδιότητες των μεμονωμένων κυττάρων και τον τρόπο με τον οποίο αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου όταν υποβάλλονται σε επαναλαμβανόμενη τάση. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν αυτή τη μέθοδο για να δοκιμάσουν τις μηχανικές ιδιότητες των ανθρώπινων μεσεγχυματικών βλαστικών κυττάρων, τα οποία είναι κύτταρα που μπορούν να διαφοροποιηθούν σε μια ποικιλία άλλων κυτταρικών τύπων.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα ανθρώπινα μεσεγχυματικά βλαστοκύτταρα εμφάνισαν μείωση της δυσκαμψίας και αύξηση της υστέρησης, η οποία είναι ένα μέτρο της απώλειας ενέργειας κατά τη διάρκεια ενός κύκλου φόρτωσης φόρτωσης, όταν υποβλήθηκε σε επαναλαμβανόμενη τάση. Αυτό υποδηλώνει ότι η μηχανική κόπωση μπορεί να οδηγήσει σε βλάβη στα ανθρώπινα κύτταρα, γεγονός που θα μπορούσε να συμβάλει στην ανάπτυξη καταστάσεων όπως η οστεοαρθρίτιδα και οι καρδιακές παθήσεις.

Η νέα μέθοδος θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη των μηχανικών ιδιοτήτων άλλων τύπων κυττάρων και ιστών και για τον εντοπισμό δυνητικών θεραπευτικών στόχων για συνθήκες που προκαλούνται από μηχανική κόπωση.

"Αυτή η νέα μέθοδος παρέχει ένα ισχυρό εργαλείο για τη μελέτη των μηχανικών ιδιοτήτων των μεμονωμένων κυττάρων και τον τρόπο με τον οποίο αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου", δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας James R. Nairn, καθηγητής της επιστήμης και της μηχανικής των υλικών στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια του Σαν Ντιέγκο. "Αυτές οι πληροφορίες θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε νέες θεραπείες για καταστάσεις όπως η οστεοαρθρίτιδα και οι καρδιακές παθήσεις".

Εκτός από τον Nairn, η μελέτη συν-συγγραφέται από ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, το Μπέρκλεϊ και την κλινική Mayo.