Холодная плазма оказалась эффективным средством от ран

Учёные из Московского физико-технического института (МФТИ), Объединённого института высоких температур РАН и Научно-исследовательского института эпидемиологии и микробиологии им. Н. Ф. Гамалеи обнаружили, что обработка клеток холодной плазмой приводит к их регенерации и омоложению. Данный факт предполагается использовать при лечении незаживающих ран. Соответствующая статья опубликована в журнале Journal of Physics D: Applied Physics.

Незаживающие раны — частое явление у диабетиков, больных раком и ВИЧ. Повреждённые болезнью ткани или ослабленный иммунитет, а также пожилой возраст – при всех этих показаниях раны заживают подолгу, а в ряде случаев не делают этого вообще.

Физики решили испробовать несколько необычное средство борьбы с ними – холодную плазму. Так называют частично ионизированный газ с долей заряженных частиц около 1 процента от их общего числа. Температура такой плазмы обычно ниже 100 000 К, а в данном случае плазму получали на компактных генераторах, при температуре всего 30–40 градусов Цельсия. Авторы работы отмечают, что ранее уже проводились опыты такого рода. Однако они давали противоречивые результаты. В одних случаях после обработки плазмой восстановление тканей человеческого тела шло быстрее, а в других — медленнее. 

Чтобы понять, как обстоит дело на практике, исследователи взяли человеческие клетки соединительной ткани (фибробласты) и клетки эпителия (кератиноциты). Их разделили на три группы, одну из которых подвергли однократной обработке плазмой, другую – двухкратной, и третью – трёхкратной. В итоге опытов оказалось, что кератиноциты почти вовсе нечувствительны к обработке плазмой. В то же время фибиробласты после однократной и двукратной обработки начали расти быстрее, чем отдельные группы, не получавшие такой обработки. Причём после однократной обработки количество клеток оказалось на 48 процентов больше, чем в контрольной группа. Это довольно резкое ускорение роста. Во второй группе итоги были скромнее — число клеток на 32 процента обогнало ситуацию в контрольной группе. По всей видимости, многократное воздействие холодной плазмы скорее вредит клеткам, чем помогает им. В третьей группе клеток было на 29 процентов меньше, чем в контрольной.

Изучение состояния клеток сразу после обработки показало, что сам по себе контакт с холодной плазмой их не разрушал — ДНК фибробластов и кератиноцитов оставалось целым. Однако определённые изменения всё же происходили. Уровень бета-галактозидазы — соединения, считающегося надёжным признаком старения, после обработки снизился. Одновременно фаза быстрого роста исследуемой клеточной культуры оказалась продлена. Авторы работы полагают, что разовое соприкосновение с холодной плазмой активизирует механизм аутофагии клетки. При нем ее подсистемы "атакуют" все повреждённые органеллы клетки, что перезапускает обменные процессы в ней. Она омолаживается, начиная вести себя как клетка более молодого организма.

В будущем авторы планируют провести дополнительные исследования молекулярного механизма воздействия плазмы на клетки, а также изучить эффективность лечения с учётом возраста пациента. В перспективе всё это позволит сделать лечение незаживающих ран более результативным.