Solujen sisäistä kelloa voidaan säädellä kvanttibiologian avulla – mahdollistaa uusien hoitomenetelmien kehittämisen

Ydinmagneettikuvausta on hyödynnetty jo kahden vuosikymmenen ajan erilaisten sairauksien, kuten niveltulehduksen, osteoporoosin ja haavojen hoidossa. Uuden tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää heikkojen magneettikenttien vaikutusta nisäkässolujen sisäiseen kelloon.

Ydinmagneettikuvaus on perinteisen magneettikuvauksen virtaviivaisempi muoto, jossa yhdistyvät heikko magneettikenttä ja sitä vastaava radioaalto. Tämä yhdistelmä saa säteilytettyjen solujen ja kudosten vetyprotonit värähtelemään. Kuvauksen aikana värähtelyyn siirtynyt energia vapautuu kuvauksen päätyttyä takaisin soluihin. Havaitut magneettikentän vaikutukset soluihin johtuvat kvanttibiologisista prosesseista, jotka tunnetaan radikaaliparimekanismina.

Ydinmagneettikuvauksessa magneettikenttä on huomattavan heikko ja radiotaajuus alhainen, mikä tekee tNMR-hoidosta täysin ei-kajoavan.

Tutkijat olivat jo aiemmin huomanneet, että hapenpuute voi vaikuttaa solujen aineenvaihduntaan ja sisäiseen kelloon. Näissä prosesseissa happiradikaaleilla on merkittävä rooli. Oli myös havaittu, että magneettiresonanssi voi muuttaa koko solun aineenvaihduntaa. Tämä huomattiin esimerkiksi tilanteessa, jossa solut laskivat laktaattiaineenvaihdunnan aktiivisuutta vähähappisissa olosuhteissa ja vakauttivat näin solun hengitystä hapenpuutteessa.

Tutkijat selvittävät seuraavaksi, ovatko magneettikenttä, radioaallot vai näiden yhdistelmä tNMR:n muodossa vastuussa havaituista vaikutuksista. Tulokset ovat kiinnostavia myös kvanttibiologian näkökulmasta, sillä ne tarjoavat uusia näkemyksiä niin sanotusta radikaaliparimekanismista. Tätä mekanismia on jo käytetty selittämään muuttolintujen kykyä navigoida maan magneettikentän avulla.

Tutkimus on Oulun yliopiston biokemian ja molekyylilääketieteen tiedekunnan, Innsbruckin yliopiston ja Florida Techin yhteistyötä. Tulokset julkaistiin arvostetussa Redox Biology -lehdessä. Tutkimusta rahoittivat MedTec Company, Wetzlar, Saksa/ Lifco AB, Ruotsi, Innsbruckin yliopisto ja Suomen Akatemia Profi6 Fibrobesity (rahoituspäätös PROFI6 336449).

Julkaisu: Therapeutic nuclear magnetic resonance and intermittent hypoxia trigger time dependent on/off effects in circadian clocks and confirm a central role of superoxide in cellular magnetic field effects. Viktoria Thoeni, Elitsa Y. Dimova, Thomas Kietzmann, Robert J. Usselman and Margit Egg. Redox Biology (2024) DOI: 10.1016/j.redox.2024.103152.

Laajempi uutinen luettavissa Oulun yliopiston verkkosivulla