Нейроны делятся с раковыми клетками своими «электростанциями», помогая им выживать
: 10.07.2025
Нейроны делятся с раковыми клетками своими «электростанциями», помогая им выживать
Раковые клетки умеют приспосабливаться к меняющимся условиям окружающей среды, модифицируя собственные метаболические программы или побуждая окружающие клетки помогать им. Сейчас ученые выяснили, как способствуют росту опухоли нервные клетки (нейроны) и можно ли помешать этому опасному взаимодействию
Раковая опухоль – не просто локальное разрастание атипичных клеток: в онкологический процесс вовлекаются и другие органы и системы организма. На поздних стадиях рака такое наблюдается при метастазировании, когда злокачественные клетки распространяются по организму, образуя вторичные опухоли вдали от первичного очага.
Но уже на начальных стадиях развития раковой опухоли ее клетки начинают активно воздействовать на свое клеточное окружение, которое начинает действовать в их пользу. К примеру, клетки соединительной ткани фибробласты или иммунные клетки могут выделять различные активные молекулы, которые способствуют «перепрограммированию» метаболизма раковых клеток, улучшая их выживание и распространение.
Известно, что иннервация раковой опухоли, т.е. врастание в нее нервных волокон, идущих от нейронов, является неблагоприятным клиническим признаком. Плотность нервных волокон, инфильтрирующих опухоль, прямо связана с агрессивностью последней, ее склонностью к метастазированию. В исследованиях на грызунах и на людях показано, что абляция (удаление, разрушение) таких нервов подавляет рост опухоли. Но каким образом нейроны могут влиять на рост раковых клеток, было неясно.
Чтобы понять, как нервы помогают раковой опухоли, ученые под руководством исследователей из Университета Южной Алабамы (США) провели эксперименты на культурах клеток мышей и на самих лабораторных животных.
Оказалось, что при совместном культивировании клеток рака молочной железы и нейрональных стволовых клеток (предшественников нейронов) дифференцировка (созревание) последних ускорилась. Нейроны при этом подверглись метаболическому перепрограммированию, что привело к увеличению в них числа митохондрий – клеточных органелл, отвечающих за выработку в клетке энергии в виде молекул АТФ.
Как известно, некоторые клетки могут делиться с другими, поврежденными, клетками своими митохондриями, восстанавливая их энергетический метаболизм. Например, астроциты («служебные» клетки нервной системы) передают свои митохондрии нейронам, у которых собственные митохондрии имеют дефекты или повреждены. Как выяснилось, аналогичным образом происходит перенос митохондрий из нейронов в раковые клетки!
Для отслеживания «транзита» митохондрий ученые использовали метод MitoTRACER. С помощью генно-инженерных манипуляций они модифицировали клетки так, чтобы клетки-получатели митохондрий выдавали красный флуоресцентный сигнал до того, пока не получают «донорские» митохондрии, после чего начинали светиться зеленым цветом. Покадровая съемка совместно культивируемых клеток выявила появление зеленого сигнала в раковых клетках, после того как между ними и нейронами митохондрий установились туннельные соединения из нанотрубочек. Так ученым удалось увидеть прямой (через контакт клетка–клетка) перенос митохондрий из нейронов к раковым клеткам.
Открытие было подтверждено в экспериментах на мышах, которым исследователи подсадили раковые клетки человека. Меченые флюорофором раковые клетки, получившие митохондрии от нейронов, проявили повышенную способность к метастазированию. Исследователи выяснили, что такие раковые клетки усиленно «дышали», нарабатывая много АТФ, лучше поддерживали окислительно-восстановительный баланс и были более устойчивы к стрессовым факторам, что обеспечивало высокую метаболическую адаптивность и жизнестойкость.
Затем ученые провели эксперименты по денервации образовавшихся опухолей путем введения в них нейропарализующего яда ботулотоксина. Оказалось, что в результате нарушения передачи нервных импульсов в опухоль частота ее инвазий (образования вторичных очагов) снизилась с 55% до 12%; также понизилась интенсивность работы метаболических путей опухолевых клеток.
По мнению исследователей, процесс переноса митохондрий в опухоль инициируют сами раковые клетки – именно они «инструктируют» нейроны, как производить и доставлять им митохондрии. Что касается практической медицины, то меры, направленные на ограничение доступа нервов к опухоли и разрыв патологической связи между нейронами и злокачественными клетками, могу лечь в основу одной из стратегий борьбы с раком.
Фото: https://commons.wikimedia.org
Публикации по теме:
Во власти опухоли: почему метастазы так трудно остановить?
Нервы, стресс, рак – триада, которую нужно разбить
«Точная» онкология против «слабых мест» опухоли