Как клетки кожи разговаривают друг с другом – ответ ученых
Уникальное открытие, сделанное профессором Стивом Граником и его коллегой Сун-Мин Ю из Университета Массачусетса в Амхерсте может стать основой для развития новых технологий в области носимых биоэлектрических сенсоров и ускоренного заживления ран.
По словам Граника, эпителиальные клетки обладают удивительными свойствами, которые ранее никто не пытался изучать. Например, при повреждении они, можно скахать, «кричат» своим соседям — медленно, настойчиво, и этот «крик» можнго уловить на гораздо большем расстоянии, чем ожидалось. Ученые сравнивают этот процесс с импульсами нервных клеток, только в эпителии сигналы такого рода передаются в тысячу раз медленнее.
Для изучения этого явления Граник и Ю использовали специальный чип с шестьюдесятью электродами, покрытый эпителиальными клетками. Ю, специалист по культивированию клеток, вырастил на этом чипе тонкий слой человеческих эпителиальных клеток, что позволило зафиксировать малейшие электрические изменения. Затем исследователи применили лазер для создания «укусов», имитирующих повреждение отдельных клеток, и наблюдали, как электрические сигналы распространяются от клеток наружу.
В отличие от нервных клеток, которые передают информацию быстрыми выбросами нейротрансмиттеров, эпителиальные клетки используют потоки ионов, в частности, кальция. Эти сигналы хоть и значительно медленнее, но по своей силе они сравнимы с нервными импульсами. Граник и Ю зафиксировали, что некоторые клетки «разговаривали» более пяти часов, передавая сигналы на расстояние, почти в сорок раз превышающее их собственную длину.
Хотя исследователи уже доказали, что кальциевые ионы играют ключевую роль в этом процессе, остается неизвестным, какие еще факторы могут влиять на клеточную коммуникацию. Однако даже на этом этапе открытие имеет огромный потенциал. По словам Граника, понимание природы сигналов, которые издают поврежденные клетки, поможет ученым разработать принципиально новые носимые сенсоры, имплантируемые устройства и революционные методики ускоренного заживления ран. Ю добавляет, что их работа открывает двери в мир биологических взаимодействий, о которых раньше никто не подозревал.
Ранее ученые выяснили, какие именно клетки вырабатывают коллаген в коже.
