La terapia del campo elettromagnetico a impulsi singoli aumenta la differenziazione osteogenica attraverso la via di segnalazione Wnt e la downregulation della sclerostina

Affiliazioni

• ¹Bone and Joint Research Center, National Cheng Kung University, Tainan, Taiwan.
• ²Istituto di Scienze Mediche di Base, Università Nazionale di Cheng Kung, Tainan, Taiwan.
• ³College of Medicine, National Cheng Kung University, Tainan, Taiwan.
• ⁴Dipartimento di Ortopedia, National Cheng Kung University Hospital, College of Medicine, National Cheng Kung University, Tainan, Taiwan.
• ⁵Dipartimento di Chirurgia Ortopedica, Università della Virginia, Charlottesville, Virginia.
• ⁶Graduate Institute of Biomedical Engineering, National Cheng Kung University, Tainan, Taiwan.

• PMID: 26364557
 
• DOI: 10.1002/bem.21933

Astratto

La terapia con campo elettromagnetico pulsato (PEMF) è stata utilizzata per più di tre decenni per il trattamento di malattie ossee. 

La principale lamentela sull'utilizzo di PEMF è che richiede tempo. In precedenza, abbiamo mostrato un campo elettromagnetico a impulso singolo (SPEMF) applicato per 3 minuti al giorno, una maggiore differenziazione osteogenica delle cellule staminali mesenchimali e una crescita ossea accelerata in un modello di difetto osseo lungo. 

Nel presente studio, abbiamo studiato il meccanismo di SPEMF per aumentare la differenziazione osteogenica nelle cellule osteoblastiche. Abbiamo scoperto che il trattamento SPEMF sia a breve termine (SS) che a lungo termine (SL) ha aumentato la mineralizzazione, mentre l'attività della fosfatasi alcalina (ALP) è aumentata durante i primi 5 giorni di trattamento SPEMF. 

Il trattamento con SS ha aumentato l'espressione genica di Wnt1, Wnt3a, Wnt10b, Fzd9, ALP e Bmp2. Inoltre, SPEMF ha inibito la sclerostina dopo 5 giorni di trattamento, e quell'inibizione era più significativa con il trattamento SL. SL SPEMF ha aumentato l'espressione della proteina correlata all'ormone paratiroideo (PTHrP) ma ha ridotto l'espressione del gene Sost, che codifica per la sclerostina. 

Insieme, l'effetto osteogenico precoce di SPEMF utilizza la via di segnalazione canonica Wnt mentre l'effetto inibitorio di SPEMF a lungo termine sulla sclerostina può essere attribuibile alla sovraregolazione del PTHrP. 

Questo studio migliora la nostra comprensione dei meccanismi cellulari per supportare la scoperta precedente e può fornire nuove informazioni per le applicazioni cliniche. l'effetto osteogenico precoce di SPEMF utilizza la via di segnalazione canonica Wnt mentre l'effetto inibitorio di SPEMF a lungo termine sulla sclerostina può essere attribuibile alla sovraregolazione del PTHrP. 

Questo studio migliora la nostra comprensione dei meccanismi cellulari per supportare la scoperta precedente e può fornire nuove informazioni per le applicazioni cliniche. l'effetto osteogenico precoce di SPEMF utilizza la via di segnalazione canonica Wnt mentre l'effetto inibitorio di SPEMF a lungo termine sulla sclerostina può essere attribuibile alla sovraregolazione del PTHrP. 

© 2015 Wiley Periodicals, Inc.