私たちのほとんどは、神経系内のニューロンや他の細胞が電気を使って通信することを知っています。 しかし、科学者がここ数十年で学んだことは、体内のすべての細胞がこれを行い、電気を使用して互いに「話し」、成長と発達について決定を下すことです。
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現在、タフツ大学の研究者は、細胞の電荷を操作することで、生物が感染症と戦う能力を高めることができることを発見しました。 この研究はオタマジャクシの胚に関するものでしたが、この現象が人間にも当てはまる場合、病気と闘うための新しい方法になる可能性があります。 また、いつの日か、怪我を修復する新しい方法につながり、身体の部分を再生するのに役立つ可能性があります。
「生体電気は、単なる感染をはるかに超えた医学の驚くべき新しい方向です」と、研究を率いたタフツ大学の生物学教授であるマイケル・レビンは言います。
生体内のすべての細胞には、細胞膜の両側の荷電原子間の差として定義される小さな電荷が含まれています。 長年にわたってこれらの電荷を研究してきたレビンは、細胞の脱分極（細胞の内側と外側の電荷の差を減らす）は、体が感染症と戦うのを助けることができると仮定しました。
本日npj 再生医療で発表された研究では、研究者はオタマジャクシ胚の細胞を脱分極するために薬物を使用しました。 その後、胚に大腸菌を感染させました。 大腸菌に感染した通常のオタマジャクシの50〜70％が死亡したのに対し、脱分極したオタマジャクシの32％のみが死亡しました。
しかし、研究者たちは、単に大腸菌を直接殺すのではなく、薬が実際にオタマジャクシの細胞の電荷を変えていることを確認する必要がありました。 そこで彼らは、オタマジャクシの細胞を直接脱分極するための情報でエンコードされたメッセンジャーRNA（mRNA）をオタマジャクシ細胞に注入しました。 このアプローチは薬物治療と同様に機能し、感染と戦うのは薬物ではなく脱分極であることを示唆しています。
「効果はバクテリアではなく、宿主にありました」とレビンは言います。
オタマジャクシからヒトまで、すべての脊椎動物に存在する2種類の免疫系があります。 特定の病原体にさらされることで機能する適応免疫システムがあります。 ワクチンを入手した後、適応免疫システムは病原体を「記憶」し、再び曝露された場合に病原体と戦うことができます。 水chickenを捕まえる場合のように、野生の病原体にさらされている場合も同様です。 適応免疫システムはそれと戦う方法を知っているので、あなたはそれを再び捕まえる可能性がはるかに低いです。 しかし、適応免疫システムは、認識している病原体に対してのみ機能するため、まったく新しいものにさらされている場合は役に立ちません。 それから、生まれつきの免疫システムがあります。それは受精卵としてあなたの初期の瞬間に発達します。 特殊な血液細胞と化学メディエーターを使用して、あらゆる病原体を攻撃します。
脱分極は自然免疫系と連携して、感染症と戦うために必要なマクロファージ（感染と戦う白血球の一種）などのより多くの力を統合するのに役立ちます。 これがなぜ機能するのかはまだ明確ではありませんが、自然免疫系と通信するために使用される経路を操作することと関係がある可能性があります。
自然免疫系は、生物の組織の再生と修復にも役立つことも知られています。 レビンと彼のチームは、尾を切断したオタマジャクシが細胞の脱分極を示すことを知っていました。 そのため、手がかりをまとめると、負傷したオタマジャクシは感染症とよりよく戦うことができるかどうか疑問に思いました。 そこで彼らはオタマジャクシの尾を切断し、 大腸菌に感染させました。 実際、これらのオタマジャクシは、感染を撃退することができました。
このオタマジャクシは大腸菌に感染していません。 感染と戦う白血球のレベルが比較的低い（赤）。 （タフツ） 
このオタマジャクシは、細胞の脱分極後に大腸菌に感染しています。 比較的高レベルの感染と戦う白血球（赤）があります。 （タフツ） しかし、この生体電気操作技術は人間に作用しますか？
「私たちが使用する主な技術は、薬物とイオンチャネルmRNAを使用して、これらの細胞を脱分極することで、あらゆる生物で使用できます」とレビンは言います。 「実際、人間の細胞を含む生物でそれを行ってきました。」
細胞を脱分極するために使用できる薬剤のいくつかは、すでにヒト向けに承認されています。 それらには、心臓の不整脈や発作に対する抗寄生虫薬や薬物が含まれています。 レビンは、細胞の分極を変化させるため、これらの薬物を「イオノeutics」と呼びます。
チームはrod歯類モデルに移行しています。 それが成功した場合、人間のテストは道を行くことができます。
しかし、胚のオタマジャクシに作用する方法を、非胚性の動物に作用する方法に適用することには課題があるかもしれません。 細胞が脱分極して免疫系を活性化させる胚発生中に存在する経路は、出生後に存在しない場合があります。
「未知のものに悪影響を与えずにそれらを反応させることができるかどうか」と、レビンの研究室の研究員で論文の最初の著者であるジャン・フランソワ・パレは言う。
感染に対する脱分極の影響の研究に加えて、レビンの研究室では、生体電気の操作が癌との闘い、先天異常の修復、さらには臓器や手足の再生にどのように役立つかについても調べています。 チームは、細胞が成長と発達に関する決定を電気的に伝達する方法を変更し、失われた指などを再成長させる「決定」に導くことができると仮定しています。
「再生能力の向上に取り組んでいます」とレビンは言います。 「最終的には、損傷を受けた臓器を再生できるようにすることが目標です。 サイエンスフィクションのように聞こえますが、いつかこれらの要素を元に戻すことができるようになるでしょう。」
