Исследователи из Университета Алабамы в Хантсвилле опубликовали новые результаты исследования, которые показывают, что непрерывный низкоинтенсивный ультразвук способен переключать иммунный ответ организма с воспаления на восстановление. Это открытие предлагает потенциально новый подход к предотвращению посттравматического остеоартрита — состояния, которое развивается примерно в одном из восьми случаев артрита и часто возникает годы спустя после первоначальной травмы.
В центре исследования лежит понимание того, как ультразвук влияет на макрофаги — ключевые иммунные клетки, участвующие как в воспалении, так и в восстановлении тканей. После травмы организм мобилизует макрофаги двух типов: агрессивные «защитники» (M1), которые очищают повреждённые ткани, и целительные клетки (M2), способствующие заживлению. Проблема возникает, когда защитные макрофаги остаются активными слишком долго, создавая хроническое воспаление, которое разрушает хрящ и способствует развитию артрита.
Исследование показало, что под воздействием ультразвука макрофаги переходят от провоспалительного состояния M1 к более репаративному M2-подобному, снижая маркеры воспаления и увеличивая маркеры, связанные с восстановлением тканей. Это неинвазивный и безлекарственный подход, который может помочь восстановить баланс в поврежденных суставах.
Исследование, опубликованное в журнале Scientific Reports в мае 2026 года, возглавляла профессор химической и материаловедческой инженерии Ануradha Subramanian. Её команда объединила биологические эксперименты Shahid Khan, проводившего докторское исследование, с вычислительными и статистическими методами, разработанными профессором Satyaki Roy из факультета математических наук, и дополнительным вкладом аспиранта Owen Trippany.
Для создания более точной модели условий, существующих после травмы сустава, исследователи использовали фрагменты фибронектина — молекулы, которые естественным образом образуются при разрушении тканей сустава. Этот подход лучше отражает реальную биологическую среду поврежденного сустава, чем традиционные лабораторные методы.
Анализ транскриптомики в сочетании с методом дифференциальной кластеризации позволил исследователям выявить скоординированные изменения в активности генов. Результаты показали явное снижение маркеров воспаления и увеличение маркеров, связанных с восстановлением тканей, когда макрофаги находились под воздействием ультразвука.
«Постоянное доминирование защитных макрофагов может создавать длительную воспалительную среду, способствующую развитию посттравматического остеоартрита», — поясняет Subramanian. Её коллега Roy добавляет: «Посттравматический остеоартрит развивается отчасти благодаря стойкому воспалению, которое препятствует восстановлению тканей и ускоряет дегенерацию суставов. Непрерывный низкоинтенсивный ультразвук предлагает неинвазивный и безлекарственный способ регулировать поведение иммунных клеток».
Работа финансировалась Национальными институтами здравоохранения США через Национальный институт артрита и болезней опорно-двигательного аппарата и заболеваний кожи в виде гранта R01.
Хотя исследования остаются на уровне лабораторных условий, они уже указывают на значительный потенциал. Следующие этапы исследования включают проверку результатов на животных моделях раннего посттравматического остеоартрита и изучение того, как ультразвуковая модуляция влияет на долгосрочное восстановление тканей при травмах суставов. Полученные данные предполагают, что эта технология может когда-либо дополнить будущие методы терапии, направленные на замедление прогрессирования артрита и улучшение восстановления после травм суставов.
