Kebanyakan kita tahu bahawa neuron dan sel lain dalam sistem saraf menggunakan elektrik untuk berkomunikasi. Tetapi apa yang telah dipelajari saintis dalam beberapa dekad kebelakangan ini adalah bahawa semua sel dalam badan melakukan ini, menggunakan elektrik untuk "bercakap" antara satu sama lain dan membuat keputusan mengenai pertumbuhan dan pembangunan.
Kandungan Terkait
- Ini Kekacauan Lama Worm Kekurangan Ini Bersama dengan Kepala Baru
Kini, penyelidik di Tufts University mendapati bahawa memanipulasi cas elektrik sel boleh meningkatkan keupayaan organisma untuk melawan jangkitan. Walaupun penyelidikan adalah embrio tadpole, jika fenomena itu berlaku pada manusia, ia boleh menjadi cara baru untuk memerangi penyakit. Ia juga mempunyai potensi untuk membawa kepada cara baru untuk membaiki kecederaan, walaupun, satu hari, membantu meregenerasi bahagian badan.
"Bioelectricity adalah satu arah baru yang menakjubkan dalam perubatan yang jauh melebihi jangkitan, " kata Michael Levin, seorang profesor biologi di Tufts yang mengetuai penyelidikan.
Setiap sel dalam badan hidup mengandungi cas elektrik kecil, yang ditakrifkan sebagai perbezaan di antara atom-atom yang dikenakan di kedua-dua sisi membran sel. Levin, yang telah mengkaji tuduhan ini selama bertahun-tahun, menegaskan bahawa depolarizing sel-mengurangkan perbezaan yang bertanggungjawab antara bahagian dalam dan luar sel-dapat membantu badan melawan jangkitan.
Dalam kajian yang diterbitkan hari ini dalam Perubatan Regeneratif npj, para penyelidik menggunakan ubat untuk menggulingkan sel-sel embrio tadpole. Mereka kemudian menjangkiti embrio dengan E. coli . Walaupun 50 hingga 70 peratus daripada tadpoles biasa yang dijangkiti dengan E. coli meninggal, hanya 32 peratus daripada anak ayam dengan sel-sel depolarized.
Tetapi para penyelidik masih perlu memastikan bahawa dadah sebenarnya mengubah caj elektrikal 'sel', bukan sekadar membunuh E. coli secara langsung. Jadi mereka menyuntikkan sel-sel tadpole dengan pesuruh RNA (mRNA) yang dikodkan dengan maklumat untuk menggulingkan sel-sel anak ayam secara langsung. Pendekatan ini bekerja sama dengan rawatan dadah, mencadangkan ia adalah depolarization dan bukan ubat yang melawan jangkitan.
"Kesannya bukan pada bakteria, ia adalah di tuan rumah, " kata Levin.
Terdapat dua jenis sistem imun yang terdapat di semua vertebrata, dari berudu hingga manusia. Terdapat sistem imun adaptif, yang berfungsi dengan terdedah kepada patogen tertentu. Selepas anda mendapat vaksin, sistem imun penyesuaian "mengingati" patogen dan boleh melawannya jika anda terdedah sekali lagi. Begitu juga jika anda terdedah kepada patogen di alam liar, seperti jika anda menangkap cacar air. Sistem imun yang menyesuaikan diri tahu bagaimana untuk melawannya, jadi anda tidak mungkin sekali lagi menangkapnya. Tetapi sistem imun penyesuaian hanya berfungsi pada patogen yang diakui, jadi ia tidak dapat membantu jika anda terdedah kepada sesuatu yang benar-benar baru. Kemudian ada sistem imun yang semula jadi, yang berkembang pada saat-saat awal anda sebagai telur yang disenyawakan. Ia menyerang sebarang patogen yang menggunakan sel-sel darah khas dan mediator kimia.
Depolarization berfungsi dengan sistem imun yang semula jadi, yang membantu ia memaksa lebih banyak kuasa, seperti makrofag (sejenis sel darah putih yang menular jangkitan), yang diperlukan untuk melawan jangkitan. Ia masih belum jelas mengapa ini berfungsi, tetapi ia mungkin ada kaitan dengan memanipulasi laluan yang digunakan untuk berkomunikasi dengan sistem kekebalan semula jadi.
Ia juga diketahui bahawa sistem imun yang semula jadi juga membantu organisma membangkitkan semula dan memperbaiki tisu. Levin dan pasukannya tahu bahawa anak ayam yang mempunyai dedikasinya menunjukkan kecenderungan depolarization dalam sel-sel mereka. Oleh itu, meletakkan tanda-tanda itu bersama-sama, mereka tertanya-tanya sama ada berudu yang cedera akan dapat melawan jangkitan dengan lebih baik. Jadi mereka memotong ekor anak ayam dan menjangkiti mereka dengan E. coli . Mereka tadpoles, sebenarnya, mampu melawan jangkitan.
A tadpol ini tidak dijangkiti dengan E. coli. Ia mempunyai tahap paras leukosit yang bertentangan dengan jangkitan (merah). (Tufts) 
Burung berliku ini telah dijangkiti dengan E. coli berikutan depolarisasi sel-selnya. Ia mempunyai paras leukosit yang bertentangan dengan jangkitan (merah). (Tufts) Akankah teknik manipulasi bioelektrik ini berfungsi pada manusia?
"Teknologi utama yang kami gunakan, yang menggunakan dadah dan juga saluran ion mRNA untuk merendahkan sel-sel tersebut, yang boleh digunakan dalam mana-mana makhluk, " kata Levin. "Malah kami telah melakukannya dalam organisma termasuk sel manusia."
Sesetengah ubat yang boleh digunakan untuk merepolkan sel telah diluluskan untuk manusia. Mereka termasuk anti-parasit dan dadah untuk aritmia jantung dan sawan. Levin menyeru ubat-ubatan ini "ionoceutics, " kerana mereka menukar polarisasi sel.
Pasukan ini bergerak ke model pemanah. Jika itu berjaya, ujian manusia boleh turun di jalan raya.
Tetapi mungkin ada cabaran dalam menerapkan kaedah yang berfungsi pada berudu embrio kepada salah satu yang berfungsi pada haiwan bukan embrionik. Laluan yang ada semasa perkembangan embrio yang membolehkan sel-sel untuk menjadi depolarized dan mengaktifkan sistem imun tidak mungkin hadir selepas kelahiran.
"Sama ada kita tidak dapat reaktif mereka tanpa kesan buruk yang tidak diketahui, " kata Jean-François Paré, seorang penyelidik dalam makmal Levin dan penulis pertama di dalam kertas itu.
Di samping mempelajari kesan depolarization terhadap jangkitan, makmal Levin juga melihat bagaimana memanipulasi bioelektrik dapat membantu melawan kanser, membaiki kecacatan kelahiran dan bahkan mengembalikan organ atau anggota tubuh. Pasukan hipotesis bahawa mungkin untuk mengubah cara sel elektrik menyampaikan keputusan mereka tentang pertumbuhan dan pembangunan, mengarahkan mereka ke dalam "memutuskan" untuk menumbuhkan semula, katakan, jari yang hilang.
"Kami sedang berusaha meningkatkan keupayaan regeneratif, " kata Levin. "Pada akhirnya matlamatnya adalah untuk dapat memulihkan semula organ yang rosak. Kedengarannya seperti sci-fi, tetapi pada suatu ketika kita akan dapat membiak perkara ini kembali. "
