Pijn behandelen met magnetische velden
Wetenschappers hebben een hydrogel ontworpen die is geladen met magnetische deeltjes en in het laboratorium gekweekte neuronen. Door magnetische kracht uit te oefenen, konden de onderzoekers de pijnsignalering van de neuronen verminderen.
In de Verenigde Staten is chronische pijn "de meest voorkomende oorzaak van langdurige invaliditeit".
Volgens de National Institutes of Health (NIH) hebben meer dan 76 miljoen mensen in de VS - dat wil zeggen ongeveer 1 op de 4 mensen - een periode van pijn gehad die meer dan 24 uur aanhield.
Van hen hebben er 40 miljoen ernstige pijn gehad. Dergelijke cijfers brachten de NIH ertoe om chronische pijn te beschouwen als "een groot probleem voor de volksgezondheid".
In deze context is de zoektocht naar nieuwe, effectievere pijnbeheersingstherapieën aan de gang en van vitaal belang. Nu hebben bio-ingenieurs van de University of California, Los Angeles (UCLA) een innovatieve methode ontworpen die kan slagen waar andere pijntherapieën voorheen faalden.
Onderzoekers onder leiding van senior onderzoeker Dino Di Carlo, een professor in bio-engineering aan de UCLA, wilden onderzoeken hoe magnetische kracht kan worden gebruikt om pijn te verlichten.
De eerste auteur van het artikel is Andy Kah Ping Tay, een postdoctoraal onderzoeker aan de Stanford University in Californië. De onderzoekers publiceerden hun bevindingen in het tijdschrift Geavanceerde materialen.
Magnetische kracht vermindert neuronale pijnsignalen
Tay en zijn collega's ontwierpen een hydrogel met hyaluronzuur, een molecuul dat uniek in staat is om water vast te houden en dat een sleutelrol speelt bij huidvochtigheid en huidveroudering. Bovendien kan hyaluronzuur worden gevonden tussen de cellen in de hersenen en in het ruggenmerg.
Na het maken van deze hyaluronzuur hydrogel vulden de wetenschappers deze met kleine magnetische deeltjes. Vervolgens groeiden ze een soort hersencel - genaamd dorsale wortelganglionneuronen - in de gel.
Vervolgens oefenden Tay en team magnetische kracht uit op de deeltjes, waardoor de transmissie van het magnetische veld door de hydrogel en naar de neurale cellen mogelijk werd. Door de calciumionen in de neuronen te meten, konden de wetenschappers zien of de cellen reageerden op de magnetische aantrekkingskracht - en dat deden ze.
Ten slotte verhoogden de onderzoekers gestaag de magnetische kracht en ontdekten dat dit de pijnsignalering van de neuronen verminderde. In een poging om terug te keren naar een stabiele toestand, pasten de hersencellen zich aan de magnetische stimulatie aan door hun pijnsignalen te verminderen.
"Onze resultaten laten zien dat door gebruik te maken van 'neurale netwerkhomeostase', het idee om een biologisch systeem terug te brengen naar een stabiele toestand, het mogelijk is om de signalen van pijn via het zenuwstelsel te verminderen [...]. Uiteindelijk zou dit kunnen leiden tot nieuwe manieren om therapeutische pijnverlichting te bieden. "
Andy Kah Ping Tay
Prof. Di Carlo geeft ook commentaar op de resultaten en zegt: "Veel van de reguliere moderne geneeskunde richt zich op het gebruik van geneesmiddelen om chemische of moleculaire veranderingen in het lichaam aan te brengen om ziekten te behandelen."
"Maar", voegt hij eraan toe, "recente doorbraken in de beheersing van krachten op kleine schaal hebben geleid tot een nieuw behandelingsidee - het gebruik van fysieke kracht om nuttige veranderingen in cellen op gang te brengen. Er is nog een lange weg te gaan, maar dit vroege werk laat zien dat deze weg naar zogenaamde ‘mechanoceuticals’ veelbelovend is. "
