Звуковий БУМ!! Звукові хвилі допомагають схуднути без ін'єкцій і ліків! ~~ Новаторське дослідження, опубліковане в Communications Biology 19 квітня 2025 року дослідниками з Кіотського університету під керівництвом Масахіро Кумети, показало, що звукові хвилі можуть впливати на поведінку клітин, зокрема пригнічуючи диференціацію жирових клітин (адипоцитів) шляхом модуляції експресії генів. Дослідження під назвою «Акустична модуляція механочутливих генів і диференціація адипоцитів» демонструє, як звук, як неінвазивний механічний стимул, може змінювати клітинні процеси, відкриваючи потенційні шляхи для застосування в біотехнології та лікуванні ожиріння. Передумови та мотивація Відомо, що клітини реагують на механічні подразники за допомогою механотрансдукції, процесу, коли фізичні сили перетворюються на біохімічні сигнали. У той час як попередні дослідження вивчали високоінтенсивний ультразвук або стимули з низьким рівнем вібрації, вплив чутних звукових хвиль (від 20 Гц до 20 кГц, в межах діапазону людського слуху) на поведінку клітин був недостатньо вивчений через проблеми ізоляції ефектів звуку від змішаних факторів, таких як тепло або вібрації. Команда Кумети спиралася на свої висновки 2018 року, які показали, що звуковий звук може модулювати механочутливі гени, але прагнула вдосконалити експериментальну установку, щоб безпосередньо приписувати зміни акустичним хвилям і досліджувати їх вплив на розвиток жирових клітин. Дослідники розробили точну систему випромінювання звуку для доставки контрольованих акустичних хвиль до культивованих клітин, мінімізуючи сторонні ефекти. У постановці брали: •Перетворювач вібрації: цифровий аудіоплеєр, підключений до підсилювача, надсилає звукові сигнали на перевернутий вібродатчик, встановлений на полиці. Цей датчик передавав акустичні хвилі через діафрагму на тарілку для культури клітин, імітуючи фізіологічні рівні звуку (приблизно 100 Па, що можна порівняти з гучним розмовним або музичним звуком). • Звукові шаблони: було протестовано три типи звуку: синусоїда 440 Гц (еквівалент музичної ноти А), високочастотний тон 14 кГц і білий шум (випадковий широкосмуговий звук). Їх застосовували безперервно протягом 2 або 24 годин або за певними графіками для експериментів з диференціюванням. • Типи клітин: у дослідженні в основному використовувалися мишачі міобласти C2C12 (клітини-попередники м'язів) для аналізу експресії генів та преадипоцити 3T3-L1 (попередники жирових клітин) для досліджень диференціації адипоцитів. • Методи аналізу: секвенування РНК ідентифікувало диференційно експресовані гени, тоді як мікроскопія та біохімічні аналізи оцінювали клітинну морфологію, диференціацію та молекулярні шляхи. Особлива увага була приділена гену Ptgs2 (простагландин-ендопероксидсинтаза 2, також відома як Cox-2) через його надійну реакцію на звук. Експерименти проводилися з контрольними елементами для забезпечення специфічних для звуку ефектів, таких як підтримання постійної температури та мінімізація вібраційних артефактів. Для диференціації адипоцитів клітини 3T3-L1 піддавалися впливу звуку під час початкової триденної фази індукції з середовищем диференціювання, що містило метилізобутилксантин, дексаметазон та інсулін (MDI), а потім чотири дні в середовищі, що містить лише інсулін. Отримані результати мають глибокі наслідки як для фундаментальної біології, так і для клінічного застосування: • Неінвазивна терапія: оскільки звук не є матеріальним, акустична стимуляція пропонує безпечний, негайний і неінвазивний метод модуляції клітинної поведінки. Дослідження припускає потенціал звукової терапії для лікування ожиріння шляхом пригнічення утворення жирових клітин без ліків або хірургічного втручання. • Медичне застосування: крім ожиріння, акустична модуляція може керувати диференціюванням стовбурових клітин, сприяти загоєнню тканин або регулювати запалення, враховуючи роль Ptgs2 у цих процесах. Неінвазивний характер звуку робить його привабливим для клінічних умов, потенційно передаючи через носимі пристрої. Посилання: