Већина нас зна да неурони и друге ћелије унутар нервног система користе електрицитет за комуникацију. Али оно што су научници научили последњих деценија јесте да све ћелије у телу то раде, користећи електричну енергију да "међусобно" разговарају и доносе одлуке о расту и развоју.
Сличан садржај
- Ови оборени црви обнављају старе успомене заједно са новим главама
Сада, истраживачи са Универзитета Туфтс открили су да манипулирање електричним набојем ћелија може повећати способност организма да се бори са инфекцијом. Док је истраживање било на ембрионима пупољака, ако се овај феномен одржи код људи, то би могао бити нови начин борбе против болести. Такође има потенцијал да доведе до нових начина поправљања повреда, чак и једног дана, помажући обнављању делова тела.
„Биоелектричност је задивљујући нови правац у медицини који превазилази само инфекцију“, каже Мицхаел Левин, професор биологије на Туфтс-у који је водио истраживање.
Свака ћелија у живом телу садржи ситни електрични набој, дефинисан као разлика између набијених атома са обе стране ћелијске мембране. Левин, који је проучавао ове оптужбе годинама, хипотетизирао је да деполаризација ћелија - смањујући разлику набоја између ћелије и изнутра - може помоћи телу да се избори са инфекцијом.
У студији, која је данас објављена у нпј Регенеративној медицини, истраживачи су користили лекове за деполаризацију ћелија ембриона пупољка. Затим су заразили ембрионе Е. цоли . Док је умрло 50 до 70 процената обичних пупоља заражених Е. цоли, само 32 процената млатара са деполаризованим ћелијама је умрло.
Али, истраживачи су се још увек морали уверити да лекови заправо мењају електричне набоје ћелија пупара, а не само да убијају Е. цоли директно. Тако су им убризгали ћелије млатара са мессенгер РНА (мРНА) кодираном с информацијама да директно деполаризују ћелије млатарала. Овај приступ је функционирао слично као и лек лековима, сугеришући да је то деполаризација, а не лекови који се боре против инфекције.
"Учинак није био на бактерије, већ на домаћина", каже Левин.
Постоје две врсте имунолошког система код свих кичмењака, од млатара до људи. Постоји адаптивни имуни систем, који делује излагањем специфичном патогену. Након што добијете вакцину, адаптивни имуни систем "памти" патогена и може се борити против њега ако будете поново изложени. Исто се дешава ако сте изложени патогену у дивљини, као ако ухватите пиле. Прилагодљиви имунолошки систем зна како се борити против њега, тако да је далеко вјероватније да ћете га икада поново ухватити. Али адаптивни имуни систем делује само на патогене које препознаје, тако да не може помоћи ако сте изложени нечему потпуно новом. Ту је и урођени имуни систем, који се у вашим најранијим тренуцима развија као оплођено јаје. Напада сваки патоген користећи посебне крвне ћелије и хемијске посреднике.
Деполаризација делује са урођеним имунолошким системом, помажући му да маршира више снага, попут макрофага (врста белих крвних зрнаца против инфекције), неопходних за борбу против инфекције. Још није јасно зашто то дјелује, али вјероватно има неке везе са манипулацијом путем који се користи за комуникацију с урођеним имунолошким системом.
Такође је познато да урођени имуни систем такође помаже организмима у регенерацији и обнови ткива. Левин и његов тим су знали да шапице којима су ампутирани репови показују деполаризацију у њиховим ћелијама. Састављајући трагове заједно, питали су се да ли ће повређени млакочићи моћи боље да се боре против инфекције. Тако су им ампутирали репове млатара и заразили их Е. цоли . У ствари, ти су лопови били у стању да се боре против инфекције.
Ова лопата није заражена Е. цоли. Има релативно низак ниво леукоцита који се бори против инфекције (црвене боје). (Туфти) 
Ова лопата је заражена Е. цоли након деполаризације ћелија. Има релативно висок ниво леукоцита који се бори против инфекције (црвене боје). (Туфти) Али да ли ће ова техника манипулације биоелектричношћу деловати на људе?
"Главна технологија коју користимо је да се користе лекови и мРНА јонског канала за деполаризацију ћелија које се могу користити у било којем створењу", каже Левин. "Заправо смо то учинили у организмима укључујући и људске ћелије."
Неки лекови који се могу користити за деполаризацију ћелија већ су одобрени за људе. Укључују анти-паразитске лекове и лекове против аритмија срца и нападаја. Левин назива ове лекове „ионоцеутицима“ јер мењају поларизацију ћелије.
Тим креће на моделе глодара. Ако је то успешно, тестирање на људима могло би бити низ пут.
Али могу се јавити изазови у примени методе која делује на ембрионалне тадполе на ону која делује на животињама која нису ембрионална. Путови присутни током ембрионалног развоја који омогућавају деполаризацију ћелија и активирање имунолошког система можда неће бити присутни након рођења.
„Можемо ли их реаговати без штетних ефеката у непознато или не“, каже Јеан-Францоис Паре, научни сарадник у Левиновој лабораторији и први аутор овог рада.
Поред проучавања ефеката деполаризације на инфекцију, Левинова лабораторија такође проучава како манипулација биоелектричношћу може да помогне у борби против рака, да поправи урођене мане и чак регенерише органе или удове. Тим претпоставља да је могуће изменити начин на који ћелије електрично преносе своје одлуке о расту и развоју, усмеравајући их да „одлуче“ да се поврате, рецимо, изгубљеним прстом.
„Радимо на побољшању регенеративних способности“, каже Левин. „Коначно, циљ је омогућити обнављање било којег оштећеног органа. Звучи као научна фантастика, али у неком тренутку ћемо то моћи поново узгајати. “
