4 miesiące temu

Czwarty stan materii – plazma – może być pomocy w medycynie

Zimna plazma przypominająca wyglądem niebieski blask świetlnego miecza może pomoc w leczeniu złamań kości.

Lampa plazmowa. Źródło: Diliff/wikipedia (CC by 2.5)

Lampa plazmowa. Źródło: Diliff/wikipedia (CC by 2.5)

Większość ludzi ma do czynienia z plazmą każdego dnia – jest w naszych telewizorach, w lampach fluorescencyjnych, zorzy polarnej i w okolicach piorunów.

Od czasu odkrycia zimnej plazmy, około 20 lat temu, jest ona stosowana w rolnictwie do sterylizacji powierzchni owoców bez uszkadzania delikatnych elementów żywności. Niedawno naukowcy wykonali również eksperyment z żywymi organizmami, traktując komórki i tkanki zwierzęce zimną plazmą, aby dowiedzieć się więcej o jej potencjalnych zastosowaniach w medycynie.

„Już wcześniej badano jak różnie aplikowana zimna plazma może zabijać komórki, np. raka skóry, lub pomagać im rosnąć, a także wzmagać rozwój kości. W tym badaniu sprawdzaliśmy jak zimna plazma wpłynęłaby na obszar otaczający komórki, znany jako macierzy zewnątrzkomórkowej (ECM)” mówi dr Teresa Freeman, adiunkt w Klinice chirurgii ortopedycznej w Medical College na Uniwersytecie Thomasa Jeffersona.

Działko plazmowe połączone z kilku osobnych dysz (Źródło: Plasma Processes and Polymers, 2012, Wiley-VCH)

Działko plazmowe połączone z kilku osobnych dysz (Źródło: Plasma Processes and Polymers, 2012, Wiley-VCH)

Macierz zewnątrzkomórkowa jest stworzona z kolagenu i innych białek, które reagują z komórkami i mogą wywierać wpływ na ich wzrost i zachowanie. Zewnątrzkomórkowa macierz może albo wzmagać albo hamować tworzenie się tkanki kostnej, lub generować wzrost komórek nowotworowych.

„Wykazaliśmy, że macierz potraktowana zimną plazmą wygenerowaną przez mikro-sekundowe pulsowanie może wzmagać zmianę komórek do chrząstek i zwiększać wzrost kości” komentuje dr Freeman. „Patrząc odwrotnie wykazaliśmy, że macierz leczona nanosekundowymi pulsami zimnej plazmy hamowała różnicowanie się komórek oraz tworzenie się kości”.

Badanie pokazuje, że zimna plazma może być „dostrajana” albo by wspierać, albo by hamować interakcje komórek i macierzy przez jej chemiczną zmianę.

Stosując test in vitro, dr Freeman i jej zespół wskazali, że komórki hodowane w kolagenie, traktowanym mikro-sekundowymi dawkami plazmy wykazywały wyższy poziom aktywacji kinazy, co wskazuje na lepsze powiązania komórek i macierzy, które pomagają w zainicjowaniu procesu tworzenia się kości. Miały one również wyższy poziom anty-apoptotycznych białek, co wskazuje na lepszą żywotność komórek, niż w kolagenie traktowanym nanosekundowymi uderzeniami zimnej plazmy.

„Jak wynika z badań aplikacja plazmy do zastosowań medycznych wymagać będzie badania różnych rodzajów plazmy w różnych modelach tkanek, a nie pojedynczych komórkach” mówi dr Freeman.

„Ponieważ plazma wpływa na każdy typ komórek i białek macierzy w celu wytworzenia odmiennych efektów fizjologicznych, ważne jest, aby uczyć się nie tylko, jak każda z komórek zachowuje się pod jej wpływem, ale jak reagują one ze sobą w obrębie tkanek i środowisku organizmu”.

CZYTAJ TAKŻE:
– Kolejny kamień milowy w nauce – niemiecki reaktor fuzyjny wytworzył pierwszą plazmę!
[GALERIA] Przykład hologramu stworzonego laserem femtosekundowym (przez podgrzanie powietrza w danym punkcie do postaci plazmy)