Naukowcy odkryli, że komórki skóry i organów „krzyczą” pod wpływem elektryczności

Najnowsze badania przeprowadzone przez naukowców z University of Massachusetts Amherst rzucają nowe światło na funkcjonowanie naszego organizmu. Odkryto, że komórki nabłonkowe, stanowiące podstawowy składnik błon śluzowych skóry, narządów i jam ciała, potrafią komunikować się za pomocą sygnałów elektrycznych. To przełomowe odkrycie może zrewolucjonizować dziedzinę medycyny, zwłaszcza w kontekście przenośnych urządzeń bioelektrycznych, implantów oraz procesów gojenia ran.

Zespół badawczy, kierowany przez profesora Steve'a Granicka oraz naukowca Sun-Ming Yu, zastosował innowacyjne podejście do analizy komunikacji między komórkami nabłonkowymi. Na powierzchni układu scalonego z 60 elektrodami wyhodowano warstwę ludzkich komórek nabłonkowych. Następnie, przy użyciu precyzyjnego lasera, wprowadzano mikroskopijne uszkodzenia w komórkach, obserwując, jak sygnały elektryczne rozprzestrzeniają się między nimi.

Sun-Ming Yu wyjaśnił: „Śledziliśmy, w jaki sposób komórki koordynowały swoje reakcje. To była powolna, ale ekscytująca rozmowa”. Odkryto, że komórki nabłonkowe przesyłają sygnały elektryczne za pomocą kanałów jonowych, które przemieszczają się 1000 razy wolniej niż sygnały w komórkach nerwowych, ale mogą trwać ponad pięć godzin i pokonywać odległość 40 razy większą niż długość samej komórki.

Komórki nabłonkowe pełnią kluczowe funkcje w organizmie, takie jak ochrona przed urazami mechanicznymi, regulacja wymiany substancji czy odbieranie bodźców. Dotychczas uważano, że komunikacja elektryczna jest domeną komórek nerwowych. Jednak odkrycie, że komórki nabłonkowe również wykorzystują sygnały elektryczne do komunikacji, otwiera nowe perspektywy w zrozumieniu procesów zachodzących w organizmie.

W kontekście medycznym, zrozumienie mechanizmów komunikacji elektrycznej między komórkami nabłonkowymi może prowadzić do opracowania nowych terapii i technologii. Na przykład, możliwe jest stworzenie inteligentnych opatrunków, które reagują na sygnały elektryczne emitowane przez uszkodzone komórki, przyspieszając proces gojenia ran. Ponadto, implanty bioelektryczne mogłyby lepiej integrować się z tkankami pacjenta, monitorując i reagując na sygnały elektryczne w czasie rzeczywistym.

Odkrycie to ma szerokie spektrum potencjalnych zastosowań. W dziedzinie medycyny regeneracyjnej, zrozumienie komunikacji elektrycznej między komórkami nabłonkowymi może prowadzić do opracowania nowych metod leczenia ran czy chorób skóry. Wprowadzenie technologii opartych na bioelektryczności może również wpłynąć na rozwój zaawansowanych protez czy urządzeń monitorujących stan zdrowia pacjentów.

Wiedza na temat komunikacji elektrycznej w komórkach nabłonkowych może być wykorzystana w badaniach nad nowotworami. Zakłócenia w tej komunikacji mogą prowadzić do niekontrolowanego wzrostu komórek, co jest charakterystyczne dla procesów nowotworowych. Dlatego zrozumienie tych mechanizmów może przyczynić się do opracowania nowych strategii terapeutycznych w onkologii.

Odkrycie komunikacji elektrycznej między komórkami nabłonkowymi to krok milowy w biologii i medycynie. Pokazuje, jak wiele jeszcze nie wiemy o funkcjonowaniu naszego organizmu i jak wiele możliwości przed nami stoi. Dalsze badania w tym kierunku mogą przynieść rewolucyjne rozwiązania w diagnostyce i terapii wielu schorzeń, poprawiając jakość życia pacjentów na całym świecie.