Исследователи обнаружили особый тип раковых клеток, которые для своего развития зависят от собственной биологической электроэнергетической компании. Нарушение работы этой электростанции — с помощью рыбы-иглы — показало прорывной способ борьбы с опухолями.
Мелкоклеточный рак легких (МРЛ) — это крайне злокачественный и очень агрессивный тип рака, на долю которого приходится около 13% всех случаев рака легких. Он также коварен. Обычно к моменту постановки диагноза болезнь уже метастазирует, что делает ее крайне трудно поддающейся лечению.
Теперь исследователи из Института Фрэнсиса Крика (FCI) обнаружили, что некоторые клетки, участвующие в формировании опухолей МРЛ, демонстрируют высокий уровень электрической активности. Они также определили источник этого усиления мощности и говорят, что использование неврологических препаратов, которые обычно нарушают электрические сигналы, может быть мощным способом борьбы с МРЛ и, возможно, с другими опухолями, которые действуют таким же образом.
«Мы знали, что некоторые раковые клетки могут имитировать нейронное поведение, но мы не знали, как развитие независимой электрической сети может повлиять на развитие заболевания», — сказала соавтор исследования Лиэнн Ли, которая является главой Лаборатории онкологии и нейробиологии в FCI. «Объединив методы нейробиологии и исследования рака, мы смогли взглянуть на это заболевание с другой точки зрения».
Используя мышей, сконструированных для SCLC, исследователи FCI идентифицировали два типа клеток, вовлеченных в заболевание: нейроэндокринные (NE) клетки, которые похожи на клетки, вовлеченные в электрическую активность нервной системы, и ненейроэндокринные (не-NE) клетки. Со временем исследователи обнаружили, что активированная раком экспрессия генов заставила некоторые NE клетки превратиться в не-NE клетки. Более того, они увидели, что два типа клеток начали работать вместе, во многом так же, как нейроны и поддерживающие клетки, называемые астроглией, работают вместе в нервной системе.
В частности, они обнаружили, что не-NE клетки переносят лактат в NE клетки, функционируя как независимый источник питания для поддержки их электрической активности. Они также обнаружили, что чем большую электрическую активность проявляют NE клетки, тем более агрессивным является рак. Они наблюдали этот эффект не только у мышей, но и у людей, страдающих SCLC.
«Наша работа показывает, что клетки NE в SCLC обладают способностью выходить «из сети», начиная генерировать собственное электроснабжение, а также подпитываться поддерживающими не-NE клетками, а не источниками энергии, используемыми большинством других клеток», — сказала соавтор исследования Паола Пейнадо Фернандес. «Мы выявили особенность, которая делает эти типы рака более агрессивными и труднее поддающимися лечению. Мы считаем, что эта приобретенная автономность раковых клеток может освободить их от зависимости от окружающей среды».
Рыба-собака спешит на помощь
С более глубоким пониманием электрической активности, происходящей в опухолях SCLC, исследователи решили посмотреть, смогут ли они ее нарушить, и как это повлияет на рост рака.
Они подвергли раковые клетки воздействию токсина из рыбы-собаки, известного как тетродотоксин, который, как известно, подавляет электрическую активность. Конечно, хотя тетродотоксин не убил клетки NE, вырабатывающие электричество, он действительно снизил их потенциал к формированию опухолей в долгосрочной перспективе, показав, что прерывание электрической активности SCLC может быть мощным, прорывным способом борьбы с болезнью.
Исследователи теперь изучают электрическую активность других видов рака, чтобы увидеть, проявляют ли они свойства, схожие с SCLC. Если это так, они могут быть восприимчивы к новым вариантам лечения, которые нарушают их рост, подавляя их электрохимическую активность.
«Еще предстоит пройти долгий путь, чтобы понять биологическое воздействие этой электрической активности и конкретные механизмы заболевания, которые делают опухоль более агрессивной и труднее поддающейся лечению», — сказал Ли. «Но мы надеемся, что, понимая, как питаются эти раковые клетки, мы также сможем выявить уязвимые места, на которые можно будет нацелить будущие методы лечения».
Более подробную информацию об исследовании можно узнать в следующем видео от FCI.
Электрическая сеть обнаружена при агрессивном раке легких
Исследование опубликовано в журнале Nature.
