[показать]
Управляя продолжительностью и амплитудой электрических импульсов, можно получить совершенно неожиданные результаты воздействия на живые клетки. Ученые из Центра по изучение биоэлектрических явлений в Норфолке (штат Виржиния в США) опубликовали результаты исследований, которые в будущем могут стать основой для разработки новых способов лечения рака и других заболеваний.
Биологи и раньше применяли электрические разряды для мягкого воздействия на клетки. В методике, получившей название электроперфорирования, с помощью сравнительно слабых электрических разрядов удалось проделывать в клеточных мембранах отверстия, через которые в клетку вводили чужие гены и белки. Отверстия через некоторое время затягивались, клетка возвращалась к нормальной деятельности.

Карл Шонбах (Karl Schoenbach) и Стивен Биб (Stephen Beebe) из Норфолка были первыми, кто наблюдал неожиданные эффекты воздействия ультракоротких (длящихся наносекунды) электрических импульсов, которые создавали поле с потенциалом в миллионы вольт. Такие электрические разряды могут полностью уничтожить бактерии в воде, обеспечив тем самым полную стерильность. Этот эффект был достаточно предсказуем, поскольку разряд в жидкости приводил к сильному нагреву, который и уничтожал микробы. Неожиданным было другое - наноимпульс приводил к отсроченной гибели клеток, запуская механизм, который ученые определили как "самоубийство клеток". Если для тех же клеток изменить условия эксперимента и увеличить продолжительность импульса, это приведет к разрыву оболочки клеток и выделению токсических веществ - процессу, который на уровне отдельных тканей проявляется как воспаление и боль.

Разница в протекании этих двух процессов породила у ученых надежду на то, что электрический разряд может уничтожать раковые клетки, оставляя при этом неизменными здоровые клетки организма. Обнадеживающие результаты уже есть - в опытах на мышах наблюдали сокращение на 50% раковых опухолей. Сейчас ведется разработка способов создания электрических импульсов в различных органах и тканях организма.

Механизм, приводящий клетки к самоубийству, пока неясен. Есть предположение, что импульс меняет направление дипольных молекул в клеточных мембранах на противоположное, и именно это является сигналом для гибели клеток. У новой методики могут быть и другие медицинские приложения - например, уничтожение жировых клеток или же атеросклеротических бляшек в сосудах.

Источник: по материалам журнала Nature.