Characteristics of response of mouse embryonic fibroblasts to physiological electric field

Stałe pola elektryczne warunkują prawidłowy przebieg wielu procesów angażujących ruchy komórek, na każdym etapie rozwoju ontogenetycznego kręgowców. Pomimo wykazania kierunkowej migracji wielu typów komórek w polu elektrycznym, dokładny mechanizm tej reakcji nie jest znany. W niniejszej pracy zbadano reakcję mysich embrionalnych fibroblastów na pole elektryczne o fizjologicznym natężeniu. Wykazano, że wykazują one elektrotaksję katodalną przy natężeniu niższym niż 1 V/cm. Przebieg reakcji jest zależny od PI3K, Arp2/3 i z dużym prawdopodobieństwem RFT. Reakcji elektrotaktycznej towarzyszy sukcesywna elongacja i postępująca orientacja prostopadła względem linii pola. Na zamianę polaryzacji, komórki reagują sprawnym nawrotem typu „U-kształtnego” lub przez repolaryzację, wykazując pierwotną reakcję w czasie krótszym niż 2 min. Wydaje się, że w podobnym czasie następuje zaniechanie protruzji po stronie „nowej anody” i szybkie przeniesienie aktywności na stronę przeciwną, skierowaną do „nowej katody”. Na charakter reakcji elektrotaktycznej, jak i wykonywany nawrót wpływa również lokalna gęstość i częstotliwość nawiązywania kontaktów z innymi komórkami.

Direct current electric fields determine the proper progress of many processes involving cell movement, at every stage of ontogenetic development of vertebrates. Despite the directional migration of multiple cell types in the electric field was demonstrated, complete mechanism of this phenomenon has not been revealed yet. In the present study we examined the response of mouse embryonic fibroblasts to electric field of physiological magnitude. It has been shown that they migrate cathodally at the field of magnitude less than 1 V/cm. The reaction is dependent on PI3K and Arp2/3. ROS involvement cannot be excluded too. In addition to electrotactic reaction, cells elongate gradually and orientate perpendicular to the EF vector. EF polarity reversal caused rapid change of movement direction with “U-turns” or repolarization. The initial response was visible in less than 2 minutes. It seems that the protrusion on the side of the new anode was desisted rather than blocked. Activity was switched to the side facing the new cathode almost in the same time. The nature of electrotactic response was also affected by local cell density and contacts with other cells.