Enhancement of mesenchymal stem cell chondrogenesis with short-term low intensity pulsed electromagnetic fields
Dinesh Parate 1, Alfredo Franco-Obregón 2 3, Jürg Fröhlich 4 5, Christian Beyer 5, Azlina A Abbas 6, Tunku Kamarul 6, James H P Hui 7 8, Zheng Yang 9 10
Affiliations
- 1Department of Orthopaedic Surgery, Yong Loo Lin School of Medicine, National University of Singapore, NUHS Tower Block, Level 11, 1E Kent Ridge Road, Singapore, 119288, Singapore.
- 2Department of Surgery, Yong Loo Lin School of Medicine, National University of Singapore, NUHS Tower Block, Level 8, IE Kent Ridge Road, Singapore, 119228, Singapore. [email protected].
- 3BioIonic Currents Electromagnetic Pulsing Systems Laboratory, BICEPS, National University of Singapore, MD6, 14 medical Drive, #14-01, Singapore, 117599, Singapore. [email protected].
- 4Department of Surgery, Yong Loo Lin School of Medicine, National University of Singapore, NUHS Tower Block, Level 8, IE Kent Ridge Road, Singapore, 119228, Singapore.
- 5Institute for Electromagnetic Fields, Swiss Federal Institute of Technology (ETH), Rämistrasse 101, 8092, Zurich, Switzerland.
- 6Tissue Engineering Group (TEG), National Orthopaedic Centre of Excellence for Research and Learning (NOCERAL), Department of Orthopaedic Surgery, Faculty of Medicine, University of Malaya, Pantai Valley, Kuala Lumpur, 50603, Malaysia.
- 7Department of Orthopaedic Surgery, Yong Loo Lin School of Medicine, National University of Singapore, NUHS Tower Block, Level 11, 1E Kent Ridge Road, Singapore, 119288, Singapore. [email protected].
- 8Tissue Engineering Program, Life Sciences Institute, National University of Singapore, DSO (Kent Ridge) Building, #04-01, 27 Medical Drive, Singapore, 117510, Singapore. [email protected].
- 9Department of Orthopaedic Surgery, Yong Loo Lin School of Medicine, National University of Singapore, NUHS Tower Block, Level 11, 1E Kent Ridge Road, Singapore, 119288, Singapore. [email protected].
- 10Tissue Engineering Program, Life Sciences Institute, National University of Singapore, DSO (Kent Ridge) Building, #04-01, 27 Medical Drive, Singapore, 117510, Singapore. [email protected].
Sci Rep . 2017 Aug 25;7(1):9421.
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https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28842627/
Resumen
Se ha demostrado que los Campos Electromagnéticos Pulsantes (PEMF) reclutan cascadas de señalización de calcio comunes a la condrogénesis. Aquí documentamos los efectos de los parámetros Campos Electromagnéticos Pulsantes (PEMF) especificados sobre la diferenciación condrogénica de células madre mesenquimales (MSC). Las MSC que experimentan condrogénesis responden preferentemente a una ventana de eficacia electromagnética definida por la amplitud del campo, la duración y la frecuencia de exposición. Contrariamente a la práctica convencional de administrar exposiciones prolongadas y repetitivas a Campos Electromagnéticos Pulsantes (PEMF) , el resultado condrogénico óptimo se logra en respuesta a una exposición breve (10 minutos), de baja intensidad (2 mT) a ráfagas de pulsos magnéticos de 6 ms, a 15 Hz, administrados solo una vez a la vez. el inicio de la inducción condrogénica. Por el contrario, las exposiciones repetidas disminuyeron el resultado condrogénico y podrían atribuirse a la entrada de calcio después de la inducción inicial. Los canales de potencial receptor transitorio (TRP) parecen mediar estos aspectos de la estimulación Campos Electromagnéticos Pulsantes (PEMF) , sirviendo como conducto para el calcio extracelular. La prevención de la entrada de calcio durante la exposición repetida a PEMF con la administración conjunta de antagonistas de los canales EGTA o TRP impidió la inhibición de la diferenciación.
Este estudio destaca las complejidades de la homeostasis del calcio durante la condrogénesis temprana y las limitaciones que se imponen a las estrategias terapéuticas basadas en Campos Electromagnéticos Pulsantes (PEMF) destinadas a promover la condrogénesis de MSC. La eficacia demostrada de nuestros regímenes de Campos Electromagnéticos Pulsantes (PEMF) optimizados tiene claras implicaciones clínicas para futuras estrategias regenerativas del cartílago.
Fuente:
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28842627/
