Βιοηλεκτρικά σήματα για την διάγνωση καρκίνου

Βιολόγοι, στο Πανεπιστήμιο Tufts University School of Arts and Sciences έχουν ανακαλύψει βιοηλεκτρικό σήμα που μπορεί να αναγνωρίσει τα κύτταρα που είναι πιθανό να εξελιχθούν σε όγκους. 
Οι ερευνητές, επίσης, διαπίστωσαν ότι θα μπορούσαν να μειώσουν τη συχνότητα εμφάνισης των καρκινικών κυττάρων με το χειρισμό του ηλεκτρικού φορτίου σε μεμβράνες κυττάρων.

Η  βιοηλεκτρική βάση για την έγκαιρη διάγνωση του καρκίνου δείχνει τα ηλεκτρικά γεγονότα των κυττάρων. Οι αλλαγές τάσης και το δυναμικό τάσης είναι ένας βασικός κυτταρικός μηχανισμός για την ανίχνευση και τον έλεγχο της ανάπτυξης του όγκου και δημοσιεύτηκε στο τεύχος Μαΐου του 2013 στο περιοδικό "Disease Models and Mechanisms" με τον τίτλο "Transmembrane Voltage Potential is an Essential Cellular Parameter for the Detection and Control of Tumor Development" (διαθέσιμο online από την 1η Φεβρουαρίου).

Τα βιοηλεκτρικά σήματα έχουν ένα σημαντικό ρόλο και μπορούν να ρυθμίζουν το πώς τα κύτταρα αναπτύσσονται και πολλαπλασιάζονται.

Σε προηγούμενες έρευνες, οι επιστήμονες του Tufts έχουν δείξει πώς ο χειρισμός τάσης μεμβράνης μπορεί να επηρεάσει ή να ρυθμίσει την κυτταρική συμπεριφορά, όπως τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό, την μετανάστευση και το σχήμα in νiνο και μπορεί επίσης,  η μέθοδος να χρησιμοποιηθεί για να διεγείρει το σχηματισμό ή την αναγεννητική επισκευή οργάνων και εξαρτημάτων.

Σε αυτή τη μελέτη, οι ερευνητές υπέθεσαν ότι ο καρκίνος μπορεί να συμβεί όταν τα δίκτυα βιοηλεκτρικής σηματοδότησης διαταράσσονται και τα κύτταρα σταματούν να ασχολούνται με τα συνθήματα σχηματομόρφωσης που ενορχηστρώνουν τη φυσιολογική τους ανάπτυξη.

Τα Καρκινικά κύτταρα και η βιοηλεκτρική τους Υπογραφή

Όταν οι ερευνητές ανέλυσαν τα κύτταρα όγκου, χρησιμοποιώντας τη μικροσκοπία φθορισμού, έκαναν μια συναρπαστική ανακάλυψη.  Οι θέσεις του όγκου είχαν  αποπολωμένη, σχετικά, μεμβράνη σε σχέση με τον περιβάλλοντα ιστό, άρα  μπορούσαν να αναγνωρίζονται από αυτό το διακριτικό βιοηλεκτρικό σήμα.

Η αλλαγή στις ηλεκτρικές ιδιότητες μειώνει την συχνότητα εμφάνισης όγκων

Οι βιολόγοι από το Tufts ήταν, επίσης, σε θέση να αποδείξουν ότι η αλλαγή του κώδικα με βιοηλεκτρική υπερπόλωση των καρκινικών κυττάρων κατέστειλε τη μη φυσιολογική ανάπτυξη των κυττάρων. Για να το πετύχουν αυτό υπέθεσαν ότι το ογκογονίδιο που προκαλεί όγκους μπορεί να ανασταλεί από την μεταβολή της τάσης της μεμβράνης των κυττάρων.

Για να αντισταθμιστεί η αποπόλωση έκαναν ένεση των κυττάρων με mRNA που κωδικοποιεί τους διαύλους ιόντων (πρωτεΐνες που ελέγχουν τη διέλευση των ιόντων διαμέσου των κυτταρικών μεμβρανών).

Πειράματα για τον προσδιορισμό του κυτταρικού μηχανισμού που επιτρέπει την υπερπόλωση και αναστολή του  σχηματισμού όγκου έδειξαν  ότι η μεταφορά του butyrate, που είναι ένας γνωστός κατασταλτικός παράγοντας όγκου, ήταν υπεύθυνος.

Βιβλιογραφία

http://www.tufts.edu/