Dierlijke cellen kunnen communiceren via elektriciteitskabeltjes

Dierlijke (en dus ook menselijke) cellen kunnen op een afstandje communiceren via dunne elektriciteitskabeltjes. Mogelijk helpt deze signaaluitwisseling cellen om zich gecoördineerd te verplaatsen in een embryo dat zich ontwikkelt. Daarin stemmen groepjes cellen bewegingen op elkaar af zodat structuren worden gevormd zoals de neurale buis, waaruit de hersenen en het ruggemerg ontstaan. Veel wetenschappers gaan er nu van uit dat cellen in een embryo in contact staan via stoffen die ze uitscheiden. (Proceedings of the National Academy of Sciences, 20 sept.)

De elektrisch geleidende kabeltjes of buisjes, zogeheten tunneling nanotubes zijn gemaakt van actine, een eiwit dat cellen ook gebruiken voor de bouw van een steunbiedend ‘skelet’ waarlangs eiwitten getransporteerd kunnen worden. Rond het actine zit een membraan dat een stroompje kan doorgeven.

Dat celverbindingen via deze dunne buisjes bestaan had de Noorse bioloog Hans-Hermann Gerdes zes jaar geleden al aangetoond (Science, 13 februari 2004). Hij liet zien dat de buisjes celonderdelen, mitochondriën (energiefabriekjes van cellen), eiwitten en moleculen uit het celplasma doorgeven.

De PNAS-studie van deze week laat zien dat de buisjes niet alleen werken als transportkanaal, maar ook als communicatiekanaal. “Waarschijnlijk doen ze óf het één óf het ander”, zegt Gerdes (Universiteit van Bergen). Dat de buisjes elektrische signalen doorgeven, kon hij waarnemen door cellen aan te prikken met een naald. “Dat veroorzaakt een omkering van het spanningsveld doordat ionen zoals calcium en kalium naar binnen stromen”, vertelt hij. “Met spanningsgevoelige pigmenten konden we laten zien dat zo’n spanningsverschil zich via de buisjes razendsnel verspreidt naar andere cellen. ”

Volgens Gerdes zijn de nanobuisjes vergelijkbaar met kanaaltjes waardoor naast elkaar liggende cellen stoffen en elektrische signalen doorgeven: “Van deze ‘gapjuncties’ weten we al langer dat ze bijvoorbeeld zorgen voor de verbinding van cellen van de neurale buis tijdens bepaalde stadia van de embryonale ontwikkeling.”

Michiel van Nieuwstadt