Komórki drobnokomórkowego raka płuc (SCLC), znanego ze swojej wyjątkowej agresywności i trudności w leczeniu, skrywają jeszcze jeden niepokojący sekret. Jak wynika z najnowszego badania opublikowanego w Nature, niektóre z tych komórek potrafią generować impulsy elektryczne i tworzyć własne sieci sygnałowe – zupełnie jak neurony w mózgu. To zjawisko sprawia, że rak staje się bardziej samowystarczalny, mniej podatny na działanie organizmu, a co najważniejsze – jeszcze groźniejszy.
Czytaj też: Ekstremalne zimno zamiast skalpela. Krioablacja w walce z rakiem nerki
Zespół badaczy z Francis Crick Institute wykazał, że neuroendokrynne (NE) komórki raka płuc mają zdolność samodzielnego wytwarzania aktywności elektrycznej, niezależnie od otaczających je nerwów. Tym samym “odłączają się” od systemu nerwowego ciała – przechodzą w tryb “off-grid” – tworząc swoje własne wewnętrzne układy elektryczne napędzające wzrost i przerzuty nowotworu.
Komórki rakowe naśladują neurony i tworzą sieci sygnałowe
Wytwarzanie sygnałów elektrycznych to proces niezwykle energochłonny. W mózgu wymaga on nieustannej podaży ATP, a neurony w dużej mierze zależą od wsparcia tzw. astrocytów – komórek pomocniczych dostarczających im paliwa w postaci mleczanu. Okazuje się, że podobna zależność występuje także w guzach raka płuc.
Czytaj też: Lek na malarię vs. rak. Czy pyronarydyna zapoczątkuje onkologiczną rewolucję?
Komórki NE, choć pełne potencjału elektrycznego, same nie są w stanie zaspokoić swoich energetycznych potrzeb. Pomagają im komórki nieneuroendokrynne (non-NE), które – jak astrocyty – transportują mleczan do komórek NE, umożliwiając im dalsze inicjowanie impulsów elektrycznych. Gdy naukowcy zablokowali pompę mleczanową, aktywność elektryczna NE komórek spadła, a ich potencjał wzrostowy został ograniczony. To nie tylko intrygujące zjawisko biologiczne, ale także możliwy cel dla przyszłych terapii. Zakłócenie tego metabolicznego partnerstwa mogłoby osłabić nowotwór bez potrzeby atakowania każdej komórki z osobna.
W badaniach na myszach zespół zauważył, że mimo identycznych mutacji genetycznych, tylko komórki NE – te zdolne do generowania impulsów – tworzyły przerzuty. Komórki non-NE były mniej agresywne i pozostawały lokalne. Co ciekawe, gdy badacze zastosowali tetrodotoksynę (TTX) – silną toksynę znaną z ryb fugu, która blokuje impulsy elektryczne – zauważyli, że choć komórki NE nie umierały, ich zdolność do tworzenia nowych guzów dramatycznie spadała.
Analizy próbek ludzkich potwierdziły te obserwacje. Komórki nowotworowe miały znacznie wyższe poziomy markerów aktywności elektrycznej niż zdrowe komórki płucne znajdujące się obok. Z czasem zaobserwowano także wzrost aktywności pomp mleczanowych w komórkach non-NE, co wskazuje na ich rosnącą rolę w zasilaniu “neuronalnego” nowotworu.
Dr Leanne Li, szefowa Cancer-Neuroscience Laboratory w Francis Crick Institute, mówi:
Wiedzieliśmy, że niektóre komórki nowotworowe mogą naśladować zachowanie neuronowe, ale nie wiedzieliśmy, jak rozwój niezależnej sieci elektrycznej może wpłynąć na rozwój choroby. Łącząc neurobiologię i techniki badawcze nad rakiem, mogliśmy spojrzeć na tę chorobę z innej perspektywy. Wciąż daleka droga do zrozumienia biologicznego wpływu tej aktywności elektrycznej i specyficznych mechanizmów chorobowych, które sprawiają, że guz jest bardziej agresywny i trudniejszy w leczeniu. Mamy jednak nadzieję, że rozumiejąc sposób, w jaki te komórki nowotworowe są zasilane, będziemy mogli również ujawnić podatności, które można będzie wykorzystać w przyszłych terapiach.
Kolejnym krokiem będzie zbadanie, czy inne nowotwory również potrafią tworzyć własne sieci elektryczne i czy można wykorzystać ten mechanizm terapeutycznie. Być może w przyszłości zamiast chemii atakującej cały organizm, będziemy mogli “odłączyć” nowotwór od jego własnego źródła energii, jak wyjmując akumulator z niebezpiecznego urządzenia.
