In vitro analysis of Quantum Molecular Resonance effects on human mesenchymal stromal cells

Gli effetti dei campi elettromagnetici e delle correnti elettriche ad alta frequenza sui sistemi biologici, in particolare nei confronti delle cellule staminali, non sono stati ancora studiati in modo approfondito. Strumentazioni mediche che si basano sulla tecnologia della Risonanza Quantica Molecolare (QMR) sono attualmente utilizzate nella pratica clinica per trattare patologie muscolo-scheletriche e traumi post-chirurgici alle articolazioni. La QMR è una nuova tecnologia che si basa sulla teoria dei quanti ed assume che esiste un valore quantico di energia capace di rompere ogni tipo di legame molecolare senza produrre un incremento di temperatura. La QMR genera onde ad alta frequenza (4-64 MHz) e a basse intensità mediante correnti elettriche oscillanti. Questo lavoro è focalizzato nella comprensione dei meccanismi alla base dell’azione della QMR sulle capacità rigenerative di cellule mesenchimali stromali (MSC) umane ottenute da midollo osseo. Quest’ultime sono cellule multipotenti non ematopoietiche con peculiari proprietà immunomodulanti e di supporto all’ematopoiesi ed alla neoangiogenesi. In virtù della proprietà di queste cellule di essere reclutate in presenza di un danno tissutale, esse trovano applicazione in protocolli di terapia cellulare e medicina rigenerativa. Le colture di MSC sono state esposte a due cicli di trattamento con QMR applicando due diversi settaggi noti come potenze nominali 40 e 80, mediante l’uso di uno strumento medico sperimentale fornito e patentato dalla Telea Electronic Engineering S.r.l. (Italia). In questo studio abbiamo dimostrato che il trattamento con QMR conserva l’identità e la funzione delle MSC in termini di morfologia, fenotipo e capacità di differenziare in tessuto adiposo, osseo e cartilagineo. Inoltre la stimolazione non altera la vitalità o la proliferazione delle cellule e mantiene la loro intrinseca capacità migratoria. L’analisi mediante microarray ha suggerito una maggiore efficacia della stimolazione alla potenza nominale 40 nell’indurre cambiamenti a livello molecolare, come dimostrato dal maggior numero di geni up- e down- regolati. In modo specifico, è stato osservato che i geni modulati con il settaggio 40 sono coinvolti nei processi di rimodellamento della matrice extracellulare, angiogenesi, migrazione cellulare e regolazione dei filamenti actinici. Infine risultati ottenuti in real time PCR quantitativa hanno confermato l’espressione dei geni MMP1, PLAT e A2M. Questi geni producono trascritti per proteine secrete e sono coinvolti nel rimodellamento della matrice extracellulare attraverso il sistema fibrinolitico, il quale è implicato nell’embriogenesi, nella guarigione delle ferite e nell’angiogenesi. In conclusione, la stimolazione con QMR potrebbe favorire la rigenerazione tissutale coinvolgendo probabilmente vie di segnale implicate nella neoangiogenesi. Successivi studi saranno necessari per valutare in modo approfondito come queste proteine possano essere implicate nella risposta rigenerativa delle MSC dopo esposizione con QMR.