(PhysOrg.com) -- Een nieuwe studie heeft ontdekt dat dierlijke cellen elektrisch met elkaar communiceren via tunneling nanotubes (TNT's). De membraanbuizen bevatten een eiwit genaamd F-actine en verbinden cellen over lange afstanden om de uitwisseling van moleculen en organellen tussen de cellen mogelijk te maken.

Onderzoekers van de afdeling Biomedicine van de Universiteit van Bergen in Noorwegen toonden een tweerichtingsuitwisseling van elektrische signalen tussen cellen die verbonden zijn door nanobuisjes van 10 tot 70 m lang in een normale rattennier. Ze demonstreerden ook elektrische koppeling in andere soorten cellen, wat suggereert dat elektrische koppeling via TNT's een veel gebruikelijker fenomeen kan zijn in dierlijke cellen dan eerder werd gedacht.

Uit het onderzoek bleek dat de sterkte van een elektrische koppeling afhing van de lengte en het aantal TNT-verbindingen, en de koppeling was spanningsgevoelig. Elektrische koppeling werd geremd door de aanwezigheid van een bekende gap-junction blocker, meclofenaminezuur, en was niet aanwezig in celtypen zonder gap junctions. Gap junctions zijn eiwitten die een poreuze junctie vormen tussen aangrenzende cellen, en de studie toonde duidelijk aan dat er een stroom door de nanobuis stroomt en ervoor zorgt dat ionenkanalen openen in het membraan van de verbindende cel, zolang er een gap junction aanwezig is.

De ionen die de cel binnenkomen, kunnen verschillende effecten hebben, zoals het moduleren van celbewegingen, en dit kan helpen bij het verklaren van fenomenen zoals de gecoördineerde celmigraties die worden gezien bij zich ontwikkelende embryo's terwijl cellen samenkomen om structuren zoals de neurale buis te vormen.

Mede-auteur van het artikel, gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences ( PNAS ), Hans Herman Gerdes, zei dat de ontdekking verwant was aan ultradunne telefoonkabels tussen cellen, zodat ze met elkaar kunnen praten.

Gerdes en zijn collega's ontdekten zes jaar geleden voor het eerst eiwitnanobuisjes (ook wel membraannanobuisjes genoemd) in de nier met behulp van lichtmicroscopie. Afgezien van het vormen van een middel voor elektrische koppeling, van de nanobuisjes is ook aangetoond dat ze moleculen kunnen transporteren, virussen en prionen van cel tot cel, tenminste in een petrischaal. Het is nog niet bekend hoe cellen nanobuisjes maken of hoe ze het membraan van een andere cel op enkele celbreedtes openen.

Sommige wetenschappers twijfelden aan de eerste ontdekking van nanobuisjes, omdat er geen sterk bewijs leek te zijn dat nanobuisjes fysiologisch nodig zijn. Een criticus was Yale-microbioloog Walther Mothes, die zei dat hij onder de indruk was van de nieuwe bevinding dat nanobuisjes gap junctions gebruiken voor elektrische communicatie, waarvan hij zei dat het heel logisch is, en zou moeten leiden tot verdere studie van TNT's.

© 2010 PhysOrg.com