Una collaborazione di ricerca ha esplorato gli effetti della risonanza magnetica nucleare sull'orologio interno delle cellule in diversi momenti della giornata e in carenza di ossigeno.
Sorprendentemente, hanno scoperto che l'orologio poteva essere sia acceso che spento a seconda che il trattamento fosse somministrato durante il giorno o la notte. Questi effetti del campo magnetico osservati derivano da processi biologici quantistici noti come meccanismo della coppia radicale.
Elitsa Dimova e Thomas Kietzmann dell'Unità di ricerca sull'ipossia e la matrice extracellulare dell'Università di Oulu, in Finlandia, insieme a Margit Egg e Viktoria Thöni dell'Istituto di zoologia di Innsbruck e al biochimico Robert Usselman della Florida Tech, negli Stati Uniti, hanno condotto gli esperimenti . I risultati sono pubblicati sulla rivista Redox Biology .
Nel loro studio, i ricercatori hanno esposto cellule di topo alla risonanza magnetica nucleare terapeutica (tNMR) per studiare l’effetto a lungo sospettato dei deboli campi magnetici sull’orologio interno delle cellule dei mammiferi. La risonanza magnetica nucleare è una versione semplificata della risonanza magnetica, che combina un debole campo magnetico con un'onda radio corrispondente che stimola l'oscillazione dei protoni di idrogeno delle cellule e dei tessuti irradiati.
L'energia trasferita durante questo processo viene poi rilasciata nuovamente alle cellule dopo la terapia. A causa del campo magnetico significativamente più debole e della radiofrequenza inferiore, il trattamento tNMR è del tutto non invasivo ed è stato utilizzato per due decenni nel trattamento di condizioni come l'artrite, l'osteoporosi e la guarigione delle ferite.
Precedenti scoperte del gruppo di Oulu avevano dimostrato che la privazione di ossigeno può influenzare il metabolismo e l’orologio interno, con i radicali dell’ossigeno che svolgono un ruolo significativo. I risultati del gruppo austriaco hanno indicato che la risonanza magnetica può alterare l'intero metabolismo cellulare, inclusa la sottoregolazione del metabolismo del lattato e la stabilizzazione della respirazione cellulare nonostante la carenza di ossigeno. Nell'ultimo studio dei due team è stato dimostrato che l'orologio interno delle cellule può essere acceso e spento in parallelo.
"Questo effetto dipende dall'ora del giorno in cui viene somministrato il trattamento, se nelle prime ore del mattino o nella prima metà della notte", spiega Dimova. "A seconda di ciò, l'orologio interno viene attivato o disattivato."
L'interfaccia tra il campo magnetico fisico e la cellula vivente si è rivelata essere il superossido del radicale dell'ossigeno. Poiché l'orologio interno, come la via di segnalazione dell'ossigeno, svolge un ruolo centrale in malattie come infarto, ictus o cancro, questi risultati della ricerca ampliano lo spettro delle cure mediche.
Nuovi approcci alla biologia e alla medicina quantistica
Ulteriori studi chiariranno se il campo magnetico, le onde radio o la combinazione di entrambi sotto forma di tNMR sono responsabili degli effetti osservati. I risultati interessano anche la biologia quantistica, poiché forniscono nuove informazioni sul cosiddetto meccanismo della coppia radicale. Questo meccanismo è già stato utilizzato per spiegare la capacità degli uccelli migratori di spostarsi utilizzando il campo magnetico terrestre.
"I nostri studi più recenti mostrano ora che il meccanismo della coppia radicale non solo è alla base del senso magnetico degli uccelli migratori, ma può anche spiegare un numero crescente di effetti del campo magnetico in cellule che hanno un enorme potenziale terapeutico, compreso il controllo dell'orologio interno, che svolge un ruolo ruolo in molte malattie", spiegano i ricercatori.
"La biologia quantistica è un campo di ricerca consolidato da decenni, ma agli occhi del pubblico è ancora spesso associata all'esoterismo", spiega Egg. "La biologia quantistica si occupa di tutti i processi negli organismi viventi che non possono essere spiegati dalle leggi della fisica classica ma solo dai principi della meccanica quantistica.
"Entrambi i team mirano a sviluppare ulteriormente la biologia quantistica in futuro. Ciò avvicina l'Università di Oulu all'Università del Surrey nel Regno Unito, che attualmente offre l'unico programma di dottorato al mondo in biologia quantistica e con la quale si ricerca uno scambio attivo. Ulteriori collaborazioni e gli scambi di personale coinvolgeranno anche il gruppo di Gabriela Lorite dell'Unità di Ricerca sulla Microelettronica. Diversi studenti hanno già mostrato grande interesse."