Между клетками мелкоклеточного рака лёгких и нейронами мозга появляются синапсы, которые позволяют вторичной опухоли использовать нейронные импульсы в свою пользу.

Рак мозга растёт от мыслей – в том смысле, что злокачественные клетки используют нейронные импульсы к своей выгоде, причём опухоль даже перестраивает нейронные цепи, чтобы импульсов к ней шло как можно больше. Об этом есть целый ряд исследований, в частности, мы рассказывали, что опухолевым клеткам для быстрого роста нужны нейромедиаторы, которые, как известно, обеспечивают передачу нейронных сигналов, и что опухолям, в общем-то, всё равно, на каких сигналах паразитировать: на тех, что имеют отношение к высшим когнитивным функциям, или на сенсорных – зрительных и обонятельных. 

(Иллюстрация: Kandinsky)

В этих исследованиях речь шла о «коренных» опухолях мозга, которые в мозге же изначально и возникли (как, например, глиома). Однако есть данные, что опухоли в других тканях тоже извлекают выгоду из нервных импульсов – нервы, в конце концов, есть везде. Так, импульсами в периферических нервах пользуются опухоли предстательной железы, поджелудочной железы, желудочно-кишечного тракта, рак груди и рак головы и шеи.

Злокачественные опухоли нередко метастазируют: клетки, покинувшие первичную опухоль, блуждают по телу и, в конце концов, оседают в каком-то другом органе, где дают начало вторичной опухоли. Сотрудники Стэнфордского университета решили проверить, будут ли нервные импульсы влиять на рост вторичных опухолей. Исследователи работали с мелкоклеточным раком лёгких, который происходит из лёгочных нейроэндокринных клеток. Зимой мы уже вспоминали про этот рак в связи с тем, что его клетки, как оказалось, прикидываются нейронами. Про него также известно, что он охотно даёт метастазы в мозг. Задача была в том, чтобы посмотреть, зависит ли мелкоклеточный рак лёгких от нервных импульсов, будь то в самих лёгких или после метастазирования в мозг.

К лёгким, как и ко многим другим внутренним органам, отходят ветви блуждающего нерва. Когда в экспериментах с мышами сигналы лёгочных ветвей блуждающего нерва подавляли, первичные опухоли мелкоклеточного рака росли плохо, а то и вовсе не появлялись; не было и метастазов. Но это если нервные сигналы подавляли до того, как опухоли начинали формироваться. Если же им давали возможность появиться, то они были уже более-менее независимы от блуждающего нерва. Опухоли на ранних стадиях развития ещё можно было затормозить в росте, отключив им нервные сигналы, а вот «продвинутым» опухолям уже было всё равно, есть сигналы или нет. То есть для первичных мелкоклеточных лёгочных опухолей нейронная поддержка нужна, когда они только начинают развиваться. Что до вторичных опухолей в мозге, то они тоже зависели от нейронного окружения. Злокачественные клетки подсаживали в разные места мышиного мозга, и там, где рядом с ними было много аксонных отростков, опухоли развивались быстрее. (Это подтвердилось и на настоящих человеческих метастазных опухолях, которых вырезали у нескольких больных из разных областей мозга.)

Рост вторичной опухоли можно было подстегнуть, если искусственно простимулировать нейронную активность в той области, где она находилась. Активные нейроны выделяют беловые ростовые факторы, побуждающие клетки расти и делиться, но дело было не только и не столько в этих факторах. В статье в Nature говорится, что злокачественные клетки соединялись с нейронами синапсами, что было видно как по структуре клеток, так и по активности генов. Синаптическое соединение с нейронами позволяло раковым клеткам почувствовать их электрохимический импульс и в ответ сгенерировать свой. Импульс, распространяющийся по клеточной мембране, стимулирует перегруппировку ионов кальция, которые играют большую роль во внутриклеточных сигналах, в том числе тех, которые имеют отношение к делению. То есть клетки мелкоклеточного рака лёгких, переехав из лёгких в мозг, используют нейронные импульсы как стимулятор собственного роста. (Стоит добавить, что синапсы между нейронами и злокачественными клетками раньше видели только у «автохтонных» мозговых опухолей.)

В другой статье в Nature сотрудники Кёльнского университета тоже пишут о синапсах между нейронами мозга и клетками мелкоклеточного рака лёгких с бо́льшим акцентом на молекулярные и электрофизиологические характеристики этих синапсов. В обеих статьях говорится, что вторичные опухоли растут на нейронных сигналах, в которых используются нейромедиаторы глутамат и γ-аминомасляная кислота (ГАМК). Подавляя нейронные импульсы, например, с помощью антиэпилептических лекарств, можно замедлить рост опухолей. В целом же новые результаты ещё раз демонстрируют, насколько злокачественные опухоли бывают изобретательны в использовании своего окружения к собственной выгоде, так что для эффективной противораковой терапии эти их трюки нужно обязательно иметь в виду.