Oto jak ludzkie komórki skóry „rozmawiają” ze sobą. Niesamowite!

Jak ludzka skóra reaguje na skaleczenia czy zadrapania? Najnowsze wnioski z badań przeprowadzonych na University of Massachusetts Amherst wskazuje na zupełnie nieznany wcześniej „język”, w którym komórki skóry komunikują się podczas wykrycia uszkodzenia. Rozpracowując ów mechanizm, być może niedługo opracujemy metody terapeutyczne, dzięki którym rany będą się goić szybciej!

Zwykle komunikacja wewnątrz naszego ciała kojarzy się z błyskawicznymi sygnałami układu nerwowego. Dajmy na to, właśnie przesuwasz ostrzem po skórze w trakcie krojenia warzyw i po „wyczuciu” uszkodzenia, od razu cofasz rękę – za ową reakcję odpowiadają neurony, które działają z prędkością choćby 120 metrów na sekundę. Tymczasem komórki nabłonkowe, które wcześniej uznawano za „nieme”, także komunikują się, choć w zupełnie inny sposób. Gdy skóra zostaje zraniona, komórki wysyłają sygnał elektryczny przypominający powolny, uporczywy krzyk, którego prędkość to zaledwie około 10 milimetrów na sekundę. Aczkolwiek ów „krzyk” właśnie jest niesamowicie istotny.

Komórki (skóry) na podsłuchu

Badacze Steve Granick oraz Sun-Min Yu opracowali specjalny system pozwalający „podsłuchać” komunikację komórek nabłonka. Na powierzchni specjalnego chipa umieszczono warstwę komórek skóry wyhodowanych w laboratorium. Następnie dzięki lasera naukowcy wywołali mikrouszkodzenia, a 60 elektrod śledziło zachodzące reakcje.

Komórki wokół uszkodzenia powoli i systematycznie przekazywały sygnały elektryczne na odległość sięgającą setek mikrometrów. Owa komunikacja była oparta głównie na kanałach jonowych, które umożliwiają przemieszczanie się jonów wapnia. Wspomniane kanały reagują na rozciąganie lub nacisk, odróżniając się od typowych kanałów neuronalnych reagujących na przyłożone napięcie elektryczne lub zmiany chemiczne.

Jak możemy wykorzystać to odkrycie?

Odkrycie tej niezwykłej formy komunikacji ma ogromny potencjał. Już teraz naukowcy zastanawiają się, jak tę wiedzę wykorzystać do stworzenia nowoczesnych urządzeń biomedycznych. Wyobraźmy sobie na przykład elektroniczne bandaże, które będą wykrywać sygnały elektryczne wysyłane przez komórki skóry i przyspieszać procesy gojenia.

Czytaj dalej poniżej

To także szansa na opracowanie zaawansowanych czujników noszonych bezpośrednio na ciele, które mogłyby monitorować kondycję skóry w czasie rzeczywistym, ostrzegając przed infekcją lub opóźnionym gojeniem.

Niestety, nadal nie wiemy dokładnie, w jaki dokładnie sposób komórki wykorzystują jony wapnia do wysyłania informacji. Różne rodzaje komórek nabłonkowych mogą też inaczej reagować na uszkodzenia. Rozpracowanie „języka” biologicznego wcale nie jest tak prostą sprawą.

Ale jeżeli uda nam się to zrobić, uzyskamy możliwość szybszego leczenia ran, mniejsze ryzyko infekcji (np. po zabiegach) i realne zmniejszenie dyskomfortu pacjentów. Niemniej, do pełnego wykorzystania zdobytej właśnie wiedzy potrzeba dalszych badań, które pozwolą na precyzyjne zaprojektowanie efektywnych, bezpiecznych i wygodnych urządzeń biomedycznych.

Dlaczego odkryliśmy ten mechanizm tak późno?

Tym razem dowiadujemy się o tym, iż nie wiedzieliśmy wszystkiego o „komunikacji” wewnątrz naszych ciał i dotyczy to najbardziej eksponowanej jego części – naszej skóry. To nie tylko ciekawostka sama w sobie, to również obietnica wykorzystania nowego kierunku rozwoju technologii medycznych. Jak gwałtownie uda nam się zaadaptować to, czego się nauczyliśmy do technik terapeutycznych? Cóż, na pewno nie teraz i najpewniej nie w najbliższych latach. Pewne jest natomiast to, iż badacze będą mieli teraz sporo roboty w kontekście dalszych badań dotyczących „języka” komórek ludzkiej skóry.