Тормозные нейроны могут сдерживать рост глиомы

Нейроны вокруг опухоли мозга могут влиять на её рост. Но, как выясняется, направление этого влияния зависит от того, какие именно нейроны посылают сигнал.

В последние годы стало известно, что клетки глиомы способны встраиваться в нервные сети мозга и получать сигналы от нейронов. Некоторые из этих сигналов стимулируют опухолевые клетки. Поэтому возникло представление, что активность нервной системы в целом создаёт для глиомы благоприятную среду.

Новая работа показывает, что картина сложнее. В мозге существуют нейронные цепи, которые действуют в противоположном направлении и способны сдерживать рост опухоли.

Исследователи обнаружили такой эффект у тормозных нейронов.

Опухоль получает сигналы от нейронов

Команда изучала взрослые глиомы на экспериментальных моделях мышей. Сначала исследователи проследили, какие нейроны непосредственно связаны с опухолевыми клетками.

Среди них оказались местные тормозные интернейроны, использующие нейромедиатор ГАМК. Электрофизиологические эксперименты подтвердили, что это не просто соседство клеток: глиомные клетки действительно получали функциональные ГАМКергические синаптические сигналы.

Для нервной системы такое разделение на возбуждающие и тормозные сигналы фундаментально. Одни нейроны увеличивают активность своих клеток-мишеней, другие помогают её подавлять и тем самым поддерживают баланс работы нейронных сетей.

Но опухолевая клетка — не нейрон. Поэтому главный вопрос заключался в другом: что делает тормозной сигнал с самой опухолью?

Нейронный «тормоз» оказался настоящим

Исследователи экспериментально усиливали активность тормозных нервных цепей.

Рост глиомы замедлялся, а животные жили дольше.

Затем эксперимент развернули в противоположную сторону: нарушили передачу сигналов от тормозных нейронов. В этом случае опухоль росла быстрее.

Получилась необычная для онкологии ситуация. Нейронная сеть вокруг опухоли оказалась не просто средой, которую рак использует для собственного роста. В этой же сети существует сигнал, способный этому росту противодействовать.

Оставалось понять, каким образом нервный импульс превращается в изменение поведения опухолевой клетки.

Всё сошлось на кальции

Одним из ключевых звеньев оказался кальций.

Ионы кальция внутри клетки работают как универсальный сигнал. Изменения их концентрации способны запускать цепочки реакций, влияющие на экспрессию генов, обмен веществ, деление и другие клеточные процессы.

При активации тормозных нейронных цепей кальциевая активность в клетках глиомы уменьшалась.

Авторы отдельно изменяли кальциевую активность опухолевых клеток и показали, что она сама влияет на их пролиферацию и на выживаемость животных. Это позволило связать тормозной нейронный сигнал с биологией опухоли причинной цепочкой, а не только статистической ассоциацией.

Дальше исследователи проследили сигнал ещё глубже.

С уменьшением кальциевой активности ослабевали две связанные с ростом опухоли программы — YAP1 и mTOR. Обе участвуют в регуляции клеточного роста, метаболизма и пролиферации.

Получается последовательность: тормозные нейроны передают сигнал клеткам глиомы, кальциевая активность в них снижается, а вместе с ней ослабевают внутриклеточные программы, способствующие росту опухоли.

Почему результат оказался неожиданным

Ранее было показано, что возбуждающие нейроны способны стимулировать рост глиом. Более того, в некоторых других опухолях мозга даже ГАМКергические сигналы могут вести себя иначе и поддерживать рост опухоли.

Например, при диффузной срединной глиоме у детей особенности транспорта ионов хлора способны изменить ответ опухолевой клетки на ГАМК. Сигнал, который обычно считается тормозным, в такой ситуации может оказывать возбуждающее действие.

Поэтому новая работа не означает, что ГАМК или тормозные нейроны универсально подавляют все опухоли мозга.

Авторы изучали взрослую глиому и показали, что именно в этой экспериментальной системе тормозные нейронные цепи действуют как часть противоопухолевого механизма.

Это меняет само представление о взаимодействии опухоли с нервной системой. Важна не просто «активность нейронов». Для роста глиомы имеет значение баланс разных сигналов, которые опухоль получает от окружающей нервной сети.

До лечения пока далеко

Работа выполнена преимущественно на экспериментальных моделях и не показывает, что усиление тормозной активности уже можно использовать для лечения пациентов с глиомой.

Даже фармакологическое усиление тормозного сигнала у мышей нельзя напрямую переносить на человека. ГАМКергическая система участвует во множестве функций мозга, поэтому вмешательство в неё может иметь эффекты далеко за пределами опухоли.

Но исследование добавляет важную деталь к быстро развивающейся области нейроонкологии.

Опухоль мозга не просто растёт среди нейронов. Она становится частью системы обмена сигналами с ними.

И в этой системе есть не только педаль газа.

Есть и тормоз.