Клетки человеческой кожи общаются почти как нейроны — о чем они «разговаривают»

Американские исследователи обнаружили способность эпителиальных клеток человеческой кожи обмениваться сигналами и предупреждать об опасности.

Это стало неожиданностью для ученых, поскольку до этого считалось, что эти клетки не способны коммуницировать. Открытие может предоставить новые возможности для создания электрических медицинских устройств, способных ускорять заживление ран.

Граник вместе с коллегой, биомедицинским инженером Сун-Мин Юй, разработали специальную систему для исследования коммуникации клеток эпителия. Они создали чип, подключенный к 60 электродам. Этот чип был покрыт слоем выращенных в лаборатории кератиноцитов — ключевых эпителиальных клеток, из которых состоит наружный слой человеческой кожи эпидермис. С помощью лазера исследователи повредили слой эпителиальных клеток и использовали электродную решетку, чтобы прослушать дальнейшие электрические сдвиги. 

Полученные сигналы распространялись со скоростью около 10 миллиметров в секунду на расстояния до сотен микрометров от места ранения. По словам исследователей, обнаруженная коммуникация базируется на ионных каналах в виде небольших пор в клеточных мембранах. Эти каналы обеспечивают транспортировку заряженных ионов, преимущественно кальция.

Эти ионные каналы в эпителиальных клетках реагируют на механическое воздействие, в частности, давление или растяжения, что несколько отличается от ионных каналов нейронов, которые реагируют на изменения напряжения или химических реакций.

Сигналы клеток эпителия длятся намного дольше нейронных. Некоторые примеры коммуникации эпителиальных клеток, записанные исследователями, продолжались до 5 часов. Однако напряжение имело схожую амплитуду с той, что наблюдается в нейронах, а коммуникация циклически проходила через фазы, как и нейронная коммуникация.

Сун-Мин Юй подчеркнул, что пока остается до конца неизвестным, что именно используется клетками для передачи сигналов. Действуют ли разные виды эпителиальных клеток по-разному, когда речь идет о передаче информации о вреде, хотя первоначальные тесты предполагают, что в этом замешаны ионы кальция Необходимо провести дополнительную работу, чтобы понять, как это работает.

Статья опубликована в журнале PNAS

Источник: Science Alert