Gesundheit beginnt in der Zelle – Kernspinresonanz-Therapie

Gesundheit beginnt in der Zelle: Zahlreiche zelluläre Prozesse und Stoffwechselwege bzw. deren Modulation spielen auch eine Rolle bei der Entstehung muskuloskelettaler Krankheiten und Beschwerden. Der vorliegende Artikel fasst wichtige grundlagenwissenschaftliche Hauptaussagen zum Thema Kernspinresonanz-Therapie (KSRT = Kernspinresonanz-Therapie, NMRT = nuclear magnetic resonance therapy, tNMR = therapeutic nuclear magnetic resonance, MBST®) zum besseren Verständnis aus medizinischer Sicht zusammen.

Hier sind v. a. die grundlagenwissenschaftlichen Studien um Dr. Steinecker-Frohnwieser et al. [1 – 5] und die Arbeiten der Innsbrucker Arbeitsgruppe um PD Dr. Egg und Thöni Ph.D. zu betonen [6 – 8]. Letztere bewegen sich viel im bisher öffentlich weniger bekannten wissenschaftlichen Bereich der Quantenbiologie, deren Forscher generell u. a. an der Wirkung von so genannten low magnetic fields, als einem Aspekt der physikalischen Therapien, auf den Körper und seine verschiedenen Prozesse, interessiert sind. „Die Quantenbiologie ist bereits seit Jahrzehnten ein etabliertes Forschungsfeld, in der öffentlichen Wahrnehmung fristet sie aber eher noch ein Nischendasein“, erklärte Egg und ferner „Quantenbiologie befasst sich mit allen Vorgängen in Lebewesen, die sich nicht durch klassische physikalische Gesetze erklären lassen, sondern nur durch Prinzipien der Quantenmechanik“; so beruhen u. a. Photosynthese, der Orientierungssinn und vermutlich auch der Geruchssinn und das Bewusstsein auf quantenbiologischen Mechanismen [10]. Ein weiterer wichtiger Punkt in dem Zusammenhang ist, dass sowohl eine Störung der Zelluhren bzw. zirkadianen Rhythmik (s. Nobelpreis 2017) [11] als auch der HIF1-Signalwege (s. Nobelpreis 2019) [12] mittlerweile mit einer Vielzahl an Erkrankungen assoziiert ist und unser Fachgebiet betreffend z. B. in Zusammenhang mit Arthrose und Knochengesundheit, aber z. B. auch Adipositas beschrieben wurde [13 – 16]. Physikalische Modulatoren wären in den dargestellten Zusammenhängen, neben den auch in der Forschung befindlichen pharmakologischen Ansätzen, definitiv hilfreich und aufgrund physiologischerer Interaktion mutmaßlich auch nebenwirkungsärmer. Bisherige Daten weisen darauf hin, dass tNMR genau diese Wege, die wiederum und bewiesenermaßen miteinander in Zusammenhang stehen, positiv adressieren bzw. modulieren und sozusagen u.  a. als Schalter für die innere Uhr dienen könnte. Zusammengefasst konnte von Egg et al. (in-vitro) gezeigt werden, dass tNMR eben diese zellulären Uhren und den Hypoxie-Regulator HIF1α auf neuartige Weise – ohne klassische Synchronisation –, beeinflusst, was über den bisherigen Einsatz hinaus, auch als gezieltes therapeutisches Werkzeug bei hypoxiebedingten, also ischämischen Erkrankungen eingesetzt werden könnte [6, 9]. Des Weiteren kann tNMR die mitochondriale Atmung stabilisieren, und zwar unter normoxischen als auch hypoxischen Bedingungen [7]. Darüber hinaus ist bekannt, dass elektromagnetische Felder das Uhrprotein Cryptochrom dazu anregen, intrazelluläre reaktive Sauerstoffspezies (ROS) über den quantenbasierten Radikalpaarmechanismus (RPM) in Säugetierzellen zu modulieren. Unter Verwendung synchronisierter NIH3T3-Zellen z. B. konnte gezeigt werden, dass tNMR unter Normoxie und Hypoxie den Zellstoffwechsel dauerhaft verändert [7]. Im Rahmen der letzten Publikation wurde des Weiteren klar, dass tNMR und intermittierende Hypoxie zirkadiane Zellrhythmen über Superoxid-Signale mit zeitabhängigen On/Off-Effekten steuern und somit eine potenziell innovative Grundlage für Therapien bei chronobiologischen und oxidativen Erkrankungen bilden könnte [8, 9]. 

Die Arbeiten aus Wien wiederum zeigten im Rattenmodell, dass KSRT bzw. NMRT eine positive Wirkung auf das Überleben von Spinalganglien-Neuronen und die Neuritenbildung hat, die primär mittels Schwann-Zellen-Stimulation vermittelt werden [4]. Es wird außerdem die Sekretion von ßNGF und pro-regenerativen Signalfaktoren induziert, wobei ßNGF als Hauptfaktor für die neurotrophen/neuritogenen Effekte von NMRT in Schwannzellen gewertet wurde [5]. Kernspinresonanz-Therapie könnte somit auch als nicht-invasive, additive Behandlungsoption bei peripheren Nervenverletzungen erachtet werden. Weitere Arbeiten um Steinecker-Frohnwieser mit humanen Chondrozyten ergaben, dass NMRT sowohl einen klinisch für z. B. die Schmerzreduktion relevanten anti-inflammatorischen Effekt hat (IL-1β ↓) als auch zu einer Reduktion der Expression von in die Knorpeldegradation involviertem MMP13 führt und den MAP Kinase Pathway als auch TGF-β beeinflusst [1]. Es kommt in-vitro des Weiteren zu einer Stabilisierung von Chondrozyten und könnte helfen, Arthrose bedingte Knorpelschäden zu verzögern u. a. durch Modulation zellulärer Funktionen unter entzündlichen Bedingungen durch die Anpassung des intrazellulären Calciums (↑) bzw. einer Calcium-Freisetzung, NF-κB-Reduktion und intrazellulären ATP-Erhöhung [2]. Interessanterweise veränderte NMRT in-vitro auch microRNA (miR) Profile und modulierte Signalwege humaner Chondrozyten (HDAC, NAD +/NADH), d. h. NMRT konnte den durch IL-1β induzierten Veränderungen entgegenwirken, indem es z. B. katabole Effekte reduzieren und dadurch z. B. die Entzündungsmechanismen bei Arthrose durch Veränderung der NF-kB-Signalübertragung verringern kann [3]. 

Einen weiteren wichtigen Beitrag zum Verständnis des Mode of Actions lieferten jedoch auch die älteren grundlagenwissenschaftlichen Arbeiten von Temiz-Artmann et al. [17,18]. Ziel der ersten Studie war es zu untersuchen, ob die MBST®-Kernspinresonanz-Therapie eine Wirkung auf Apoptose, Lebensdauer und Proliferation von menschlichen Chondrozyten und Osteoblasten in vitro hat. Es zeigte sich hier weder eine Apoptose noch Verkürzung der Zelllebensdauer. Vielmehr war die Zahl der Chondrozyten / Osteoblasten im Vergleich zur Placebogruppe sehr deutlich um 271/ 290 % erhöht [17]. Die Ergebnisse zeigten eindeutig positive Tendenzen in Bezug auf die Zellwachstumsrate nach der Behandlung mit Kernspinresonanz, was mit den klinischen Regenerationserfahrungen in Zusammenhang mit einigen muskuloskelettalen Anwendungsgebieten korreliert. In der weiteren Studie mit primären humanen dermalen Fibroblasten wiederum zeigte sich Kollagen in der Extrazellulärmatrix als Antwort auf die Exposition der Zellstruktur zu NMRT löslicher geworden, also weniger vernetzt, d.h. mit einer größeren Fähigkeit zur Bindung von GAG und Wasser, was klinisch übersetzt wiederum günstig zur Dekompensation altersbedingter Dehydration sein könnte [18]. Neben der Proteinexpressionswirkung von NMRT und eindeutig induzierten Veränderungen (extra)zellulärer Komponenten, konnte interessanterweise gezeigt werden, dass NMRT in seiner Kombination aus Magnetfeld und Radiofrequenz wirksamer ist als die Einzelkomponenten, was wiederum aktuelle Arbeiten aus Innsbruck entsprechend weiter ausführen und bestätigen konnten [19, 20].

Der Transfer bzw. die Translation auf die Klinik und menschliche Patienten lässt bekanntermaßen Raum für weitere Einflussfaktoren, sodass hier – neben der Erfordernis für mehr klinische KSRT-Daten bzw. Studien – auch grundlagenwissenschaftlich ein steter Wissenszuwachs in allen Bereichen der physikalischen Therapien erforderlich ist, was unsere Behandlungen mit dem bisherigen Erfahrungsschatz korrelieren und letztlich nur besser machen und – wie aktuell im Bereich TPS z.B. – auch die Anwendungsgebiete erweitern kann [21].

Literatur

1. Steinecker-Frohnwieser B, Weigl L, Weberhofer G, Kullich W, Kress HG. The Influence of Nuclear Magnetic Resonance Therapy (NMRT) and Interleukin IL1-β Stimulation on Cal 78 Chondrosarcoma Cells and C28/I2 Chondrocytes. J Orthopedics Rheumatol. 2014;1(3): 9.
2. Steinecker-Frohnwieser, B., Kullich, W., Mann, A., Kress, H. G., & Weigl, L. (2018). The therapeutic nuclear magnetic resonance changes the balance in intracellular calcium and reduces the interleukin-1β induced increase of NF-κB activity in chondrocytes. Clinical and experimental rheumatology, 36(2), 294–301.
3. Steinecker-Frohnwieser, B., Lohberger, B., Eck, N., Mann, A., Kratschmann, C., Leithner, A., Kullich, W., & Weigl, L. (2021). Nuclear Magnetic Resonance Therapy Modulates the miRNA Profile in Human Primary OA Chondrocytes and Antagonizes Inflammation in Tc28/2a Cells. International journal of molecular sciences, 22(11), 5959. https://doi.org/10.3390/ijms22115959
4. Mann, A., Steinecker-Frohnwieser, B., Naghilou, A., Millesi, F., Supper, P., Semmler, L., Wolf, S., Marinova, L., Weigl, L., Weiss, T., & Radtke, C. (2022). Nuclear Magnetic Resonance Treatment Accelerates the Regeneration of Dorsal Root Ganglion Neurons in vitro. Frontiers in cellular neuroscience, 16, 859545. https://doi.org/10.3389/fncel.2022.859545
5. Rad, A., Weigl, L., Steinecker-Frohnwieser, B., Stadlmayr, S., Millesi, F., Haertinger, M., Borger, A., Supper, P., Semmler, L., Wolf, S., Naghilou, A., Weiss, T., Kress, H. G., & Radtke, C. (2024). Nuclear Magnetic Resonance Treatment Induces ßNGF Release from Schwann Cells and Enhances the Neurite Growth of Dorsal Root Ganglion Neurons In Vitro. Cells, 13(18), 1544. https://doi.org/10.3390/cells13181544
6. Thoeni, V., Dimova, E. Y., Kietzmann, T., Usselman, R. J., & Egg, M. (2024). 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. Redox biology, 72, 103152. https://doi.org/10.1016/j.redox.2024.103152
7. Thöni, V., Mauracher, D., Ramalingam, A., Fiechtner, B., Sandbichler, A. M., & Egg, M. (2022). Quantum based effects of therapeutic nuclear magnetic resonance persistently reduce glycolysis. iScience, 25(12), 105536. https://doi.org/10.1016/j.isci.2022.105536
8. Thöni, V., Oliva, R., Mauracher, D., & Egg, M. (2021). Therapeutic Nuclear Magnetic Resonance affects the core clock mechanism and associated Hypoxia-inducible factor-1. Chronobiology international, 38(8), 1120–1134. https://doi.org/10.1080/07420528.2021.1910288
9. Egg, M., & Kietzmann, T. (2025). Little strokes fell big oaks: The use of weak magnetic fields and reactive oxygen species to fight cancer. Redox biology, 79, 103483. https://doi.org/10.1016/j.redox.2024.103483
10. https://www.uibk.ac.at/de/newsroom/2022/durch-quantenbiologie-zu-neuen-therapieansatzen/
11. https://www.aerzteblatt.de/archiv/nobelpreis-fuer-medizin-und-physiologie-warum-jeder-mensch-ueber-einen-regelrechten-uhrenladen-verfuegt-d5149f23-4ef6-4b8c-b3e2-038262d79df6
12. https://www.aerzteblatt.de/archiv/nobelpreis-fuer-medizin-wenn-zellen-ausser-atem-kommen-3bded02a-58ff-454d-badf-f96bb794a606
13. Guo H, Huang J, Liang Y, Wang D, Zhang H. Focusing on the hypoxia-inducible factor pathway: role, regulation, and therapy for osteoarthritis. Eur J Med Res. 2022;27(1):288. Published 2022 Dec 12. doi:10.1186/s40001-022-00926-2
14. Yellowley CE, Genetos DC. Hypoxia Signaling in the Skeleton: Implications for Bone Health. Curr Osteoporos Rep. 2019;17(1):26-35. doi:10.1007/s11914-019-00500-6
15. Winter EM, Kooijman S, Appelman-Dijkstra NM, Meijer OC, Rensen PC, Schilperoort M. Chronobiology and Chronotherapy of Osteoporosis. JBMR Plus. 2021;5(10):e10504. Published 2021 May 5. doi:10.1002/jbm4.10504
16. Garaulet M, Gómez-Abellán P. Chronobiology and obesity. Nutr Hosp. 2013;28 Suppl 5:114-120. doi:10.3305/nh.2013.28.sup5.6926
17. Temiz-Artmann A, Linder P, Kayser P, Digel I, Artmann GM, Lücker P. NMR in vitro effects on proliferation, apoptosis, and viability of human chondrocytes and osteoblasts. Methods Find Exp Clin Pharmacol. 2005;27(6):391-394. doi:10.1358/mf.2005.27.6.896831
18. Digel I, Kurulgan E, Linder P, et al. Decrease in extracellular collagen crosslinking after NMR magnetic field application in skin fibroblasts. Med Biol Eng Comput. 2007;45(1):91-97. doi:10.1007/s11517-006-0144-z
19. Viktoria Thöni, Abriana Buchter, Andreas Flarer, Justin Lampe, Cordula Schlegel, and Margit Egg „Quantitative differences in cellular effects between isolated sweep field and radiofrequency application in therapeutic nuclear magnetic resonance“, Proc. SPIE 13340, Quantum Effects and Measurement Techniques in Biology and Biophotonics II, 1334006 (21 March 2025); https://doi.org/10.1117/12.3051909
20. Viktoria Thöni, Abriana Buchter, Andreas Flarer, Justin Lampe, Cordula Schlegel, and Margit Egg „Understanding therapeutic nuclear magnetic resonance (tNMR): splitting of components indicates its unique efficacy“, Proc. SPIE 13340, Quantum Effects and Measurement Techniques in Biology and Biophotonics II, 133400E (21 March 2025); https://doi.org/10.1117/12.3056086
21. Karsten Knobloch. Novel Transcranial Pulse Stimulation (TPS) in Football-Related Concussion – A Pilot Case Series. Journal of Orthopedics and Sports Medicine. 7 (2025): 373-378.

Autoren

PD Dr. med. Anna Schreiner

ist Fachärztin für Orthopädie und Unfallchirurgie. Sie war jahrelang an renommierten Kliniken tätig, absolvierte ein Research Fellowship in den USA und war u.a. auch Sektionsleiterin Wissenschaft des Jungen Forums O&U. Sie wechselte dann in die Industrie und ist aktuell als Chief Medical Officer bei der MedTec Medizintechnik GmbH tätig. Sie lehrt weiterhin an der Eberhard Karls Universität Tübingen bzw. der dortigen Orthopädischen Universitätsklinik und ist Dozentin der AKAD.