МОСКВА, 7 фев — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Ученые давно не рассматривают злокачественные опухоли как набор хаотично делящихся сломанных клеток. Это скорее самостоятельные органы, хотя и очень специфические. Рак заставляет работать на себя соединительные ткани, кровеносные сосуды и даже, согласно последним данным, нервную систему.
Настраивает окружение под себя
На самом деле связь злокачественных опухолей и нейронов исследуют уже две сотни лет. Французский патологоанатом Жан Крювелье первым описал случай распространения рака груди по черепному нерву, управляющему мимикой и ощущениями.
Долгое время считали, что нервы служат лишь проводником боли и опорой для раковых клеток. Однако эксперименты конца 1990-х показали, что нейроны выкидывают по направлению к ним тонкие нити — нейриты. Это своеобразный мостик к здоровым клеткам.
В 2013-м во время опытов на мышах американские ученые продемонстрировали, что нервные волокна проникают в рак простаты. Если их перерезать, опухоль перестает расти. Последующие исследования подтвердили: то же самое происходит при раке желудка, печени и кожи. Стало ясно, что нейроны — часть поддерживающего окружения опухоли.
Подчиняют себе нейроны
Многое открылось при изучении самых агрессивных опухолей мозга. Так, ученые во главе с Мишель Монж из Стэнфорда обнаружили, что активность нейронов способствует росту глиомы. Это помогло раскрыть механизм возникновения заболевания у детей.
"Люди часто воспринимают рак как инфекцию, вызванную чем-то извне. Но в случае детских опухолей — это болезнь развития", — приводит пресс-служба Стэнфордского университета слова Кэтрин Тейлор, соавтора открытия.
Изображение детской глиомы. Нейроны (зеленые) взаимодействуют с опухолевыми клетками (синие)
Сбои в растущем организме приводят к разным заболеваниям, включая диффузные глиомы. Этот вид опухоли возникает в стволе мозга и не локализуется в одном месте, а поражает сразу многие отделы. Поэтому его невозможно удалить с помощью операции.
Выяснилось, что опухоль зарождается в клетках — предшественниках олигодендроцитов, которые производят миелин, вещество оболочки аксонов. Миелиновый чехол улучшает электрическую проводимость сигнала между нейронами. Больные клетки тоже получают эти импульсы от соседних нейронов, но используют их для роста. Постепенно опухоль встраивается в нейронные цепи мозга.
Опухолевые клетки в итоге активно получают сигналы от здоровых нейронов. А рост глиомы подстегивал нейрональный белок NLGN3, который обнаружила коллега Монж — Хумса Венкатеш. Блокирование гена, кодирующего NLGN3 у мышей, приводило к остановке патогенного процесса.
В одной из последних работ ученые из Калифорнийского университета в Сан-Франциско показали, что опухоль подчиняет себе пластичность мозга — особый механизм, без которого невозможны память и обучение. Глиомы используют произвольную активность органа для своего роста. Как пишут авторы, у больных снижаются когнитивные функции, как если бы их лишали вычислительной мощности. Чем сильнее связь с окружающими нейронами, тем хуже прогноз болезни.
Нейроны обмениваются сигналами не только электрическими, но и молекулярными. И этот механизм рак тоже умеет подделывать. Ученым удалось вычислить некоторые сигнальные молекулы на службе у глиом, например, фактор роста нейронов BDNF.
Похожие на нейроны клетки обнаружили и в других типах болезни. Долгое время было неясно, откуда они берутся. Пока в 2019-м ученые из Франции не показали, что предшественники нейронов из субвентрикулярного отдела мозга перемещаются по кровотоку к раку простаты, где превращаются в зрелые клетки.
Вскрылся еще один путь — перерождение нейронов из одного типа в другой в опухоли горла. Более того, нейроны замечены в подавлении слишком бурной воспалительной реакции иммунитета, что также способствует росту раковых клеток. То есть нейроны еще и защищают свою опухоль.
Диффузная опухоль ствола головного мозга — редкое заболевание у детей. На фото — культура клеток, взятая от пациента. Клетки глиомы вырабатывают различные белковые молекулы (голубой, красный, зеленый)
Из лаборатории в клинику
Способность раковых клеток задействовать все ресурсы организма, включая нервную систему, поистине поразительна. Для ученых это, однако, возможность найти слабое место. Нейротерапия рака может стать новым методом лечения в дополнение к химиотерапии, хирургии, иммунотерапии.
Один из путей — блокировать сигнальные молекулы, которые активизируют рост опухоли. Например, белок нейролигин-3, участвующий в обмене сигналами между нейронами. Для эксперимента ученые взяли две группы мышей — обычных здоровых и мышей-нокаутов, у которых "выключен" ген нейролигина-3. Всем подопытным подсадили раковые клетки от больных глиомой. Если у обычных грызунов опухоль заметно росла, то у генно-модифицированных не прижилась.
Однако "выключить" ген у человека — не такая простая задача, проще подавить синтез сигнальной молекулы, тем более что лекарства известны. В этом году завершится первая фаза клинических испытаний.
Пока ученые тестируют уже существующие препараты, используемые для лечения других заболеваний, например эпилепсии. Однако нужна осторожность, предупреждает Монье в недавнем обзоре "Нейробиология рака". Если известное средство показывает противораковую активность, надо заново пройти все этапы испытаний. Кроме того, подчеркивают авторы, эта терапия не уничтожает опухоль, но замедляет ее развитие, продлевая тем самым жизнь.