Живые клетки подчиняются электрическому полю

Ученые из Университета Калифорнии в Дэвисе обнаружили, что движение живых клеток можно контролировать с помощью электрического поля. Будто крошечные стрелки компаса, живые клетки способны ориентироваться в пространстве по электрическому полю, что дает возможность разработки новых технологий лечения ран и методов терапии стволовыми клетками.

Исследователи работали с клетками, которые формируют рыбью чешую. Эти рыбьи клетки, называемые кератоциты, обычно используются для изучения клеточного движения, поскольку в них отсутствуют "мешающие" клеточные структуры, такие как ядро, основные органеллы, ДНК и т.д. Имеются кератоциты и в организме человека.

Ученые подвергли кератоциты воздействию электрического поля и обнаружили, что волокна белка актина собираются на стороне клетки близкой к отрицательному электроду, в то время как смесь волокон актина и миозина тянется к положительному электроду. Таким образом оба вещества (актин и смесь актина с миозином) формируют своеобразный двигатель, который двигает клетку.

Получается своеобразное перетягивание каната между двумя веществами, причем в целой клетке "выигрывает" актин и клетка ползет к положительному электроду. В свою очередь, в фрагментах клетки выигрывает актин-миозин и тянет фрагмент клетки к отрицательному электроду.

Таким образом, результаты исследований показывают, что существуют по крайней мере два различных пути воздействия на движение клетки с помощью электрического поля. Более того, актин-миозиновые волокна могут работать без всяких "лишних" компонентов, что позволяет использовать их в качестве "привода" для разнообразных приложений: наномашин, комплексов по доставке лекарств и т.д. Точный механизм работы электростатического клеточного двигателя пока неизвестен. Ученые полагают, что электрическое поле заставляет определенные электрически заряженные белки стягиваться к определенному участку клеточной мембраны.

Открытие ученых из Университета Калифорнии в Дэвисе "подоспело" как раз к развитию терапии с помощью стволовых клеток. В настоящее время одной из самых сложных проблем в деле регенерации тканей является именно направление клеток в нужные точки поврежденной ткани. Использовать особые каркасы не всегда возможно, например, в случае восстановления нервных путей, так что управление движением клеток с помощью электрического поля выглядит очень перспективно.