Levende cellen voorzien van elektroactieve materialen

Jia Liu elektroniseert neuronen

Jia Liu (afb: Harvard)

De onderzoekers zien hun experimenten als een samenkomen van synthetische biologie en materiaalkunde. Ze pasten neuronen van een bescheiden wormpje genetisch zo aan dat die een soort elektronische materialen gingen aanmaken. Ze wilden bewijzen dat dat dat kan. Die elektronische cellen zouden dan brug kunnen vormen tussen levende cellen en dood (elektronisch) materiaal.
Er wordt al geĆ«xperimenteerd met optogenetica, waarbij levende cellen genetisch zo worden aangepast dat ze zijn te ‘besturen’ met lichtsignalen. Bioelektronica zou dan een volgende stap zijn om cellen via elektrische stimulering
bepaalde kunstjes te laten uitvoeren, die, bijvoorbeeld, de gezondheid ten goede komen. Je kunt daarbij denken aan het neutraliseren van epilepsie via die elektrocellen.

Dat is niet zo’n rare geachte, want veel communicatie tussen cellen (vooral zenuwcellen) verloopt via elektrische signalen en elektrostimulatie van cellen, zo is aangetoond, leidt tot heel diverse effecten, zoals het ‘verdwijnen’ van de pijnprikkel na een amputatie maar of het herstel van beschadigd weefsel.

Onbedoelde effecten

Het veranderen van de elektrische eigenschappen van een cel of diens reactie op een elektrische prikkel is nu ook al mogelijk, maar heeft vaak een groot effect op diverse celtypen of op cellen waar die niet voor bedoeld is. Dat kan nare bijwerkingen geven.

Tot nu toe is het nog niemand gelukt om elektroactieve polymeren de celorganisatie binnen te loodsen. Dat is nodig om alleen die cellen ‘aan te spreken’ waarvoor de elektrische stimulans bedoeld is. Nu hebben Jia Liu van de Amerikaanse Stanforduniversiteit en medeonderzoekers de eigen ‘machinekamer’ van de cel gebruikt om dat te bewerkstelligen.
Bij een levend wormpje, de welbekende C. elegans, werd het genoom van neuronen zo aangepast dat die in staat waren een bepaald enzym aan te maken, waardoor die cellen elektroactieve polymeren gingen aanmaken op hun membraan. Daardoor veranderden de elektrische eigenschappen van die cellen.
Die neuronen konden worden gemanipuleerd via elektrische prikkels zonder dat de natuurlijke functies van de cellen werden aangetast. Daar gaan we binnenkort vast meer van horen.

Bron: EurekAlert

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.