Американські вчені виявили новий аспект функціонування епітеліальних клітин людської шкіри — їх здатність обмінюватися сигналами та попереджати про небезпеку. Це відкриття стало несподіваним для дослідників, адже раніше вважалося, що ці клітини не здатні до комунікації. Нові знання можуть відкрити перспективи для розробки електричних медичних пристроїв, які сприятимуть швидшому загоєнню ран.
Про це розповідає ProIT
Дослідження комунікації клітин
Одним із дослідників, Стівом Граніком з Массачусетського університету в Амхерсті, було зазначено:
«Епітеліальні клітини роблять те, про що ніхто ніколи не думав. Пошкоджені, вони «кричать» своїм сусідам, повільно, наполегливо і на дивовижні відстані. Це схоже на нервовий імпульс, але у 1000 разів повільніше»
.
Гранік у співпраці з біомедичним інженером Сун-Мін Юєм розробили спеціальну систему для вивчення комунікації клітин епітелію. Вони створили чип, підключений до близько 60 електродів, вкритий шаром кератиноцитів — ключових клітин, з яких складається зовнішній шар людської шкіри, епідерміс. Дослідники за допомогою лазера пошкодили цей шар клітин і використали електродну решітку для прослуховування електричних зрушень.
Механізм комунікації
Дослідники слідкували за тим, як клітини координують свою реакцію, описуючи її як
«сповільнена, схвильована розмова»
. Сигнали, які вони отримали, поширювалися зі швидкістю приблизно 10 міліметрів на секунду на відстань до сотень мікрометрів від місця поранення. Основою виявленої комунікації є іонні канали у вигляді маленьких отворів в клітинних мембранах, які транспортують заряджені іони, зокрема, кальцій.
Ці іонні канали реагують на механічний вплив, такий як тиск або розтягування, що відрізняється від нейронних каналів, які відповідають на зміни напруги або хімічні реакції. Цікаво, що сигнали епітеліальних клітин тривають набагато довше, ніж нейронні. У деяких випадках комунікація епітеліальних клітин тривала до 5 годин. Хоча напруга була схожа на ту, що спостерігається в нейронах, комунікація проходила циклічно.
Сун-Мін Юй відзначив, що все ще залишається невідомим, якими саме механізмами користуються клітини для передачі сигналів. Чи діють різні види епітеліальних клітин по-різному в контексті передачі інформації про шкоду, поки що неясно, проте перші тести вказують на можливу роль іонів кальцію. Подальші дослідження необхідні для більш глибокого розуміння цього процесу.
Дослідження публікується у журналі PNAS.
