Ученые раскрыли «электрический язык» клеток рака молочной железы

Исследователи из Великобритании обнаружили переменное напряжение в мембранах клеток рака молочной железы. Этот «язык» может помочь лучше понять, как раковые клетки «решают», когда размножаться и куда распространяться, сообщает Имперский колледж Лондона. Результаты работы опубликованы в журнале Communications Biology. 

Когда клетки становятся раковыми, они претерпевают ряд биоэлектрических изменений. Например, слой, окружающий клетки – клеточная мембрана, – становится более положительно заряженным, чем здоровые клеточные мембраны.

Как показало новое исследование, проведенное Имперским колледжем Лондона и Институтом исследования рака в Лондоне, помимо того, что мембранное напряжение выше, чем в здоровых клетках, оно также колеблется с течением времени — клетки рака молочной железы ведут себя так же, как нейроны. Ученые считают, что это может указывать на электрическую сеть связи между раковыми клетками. Эта сеть в будущем может стать мишенью в новых методах лечения.

В своей работе исследователи вырастили клетки из восьми клеточных линий рака молочной железы и одной здоровой клеточной линии молочной железы. Затем они зафиксировали напряжение клеточных мембран с помощью микроскопа, изначально спроектированного для съемки электрической активности в клетках мозга. И, наконец, с помощью аглоритмов искусственного интеллекта они классифицировали сигналы и описали их.

Неожиданно они обнаружили колебания напряжения мембран раковых клеток. Хотя необходимы дополнительные исследования, авторы работы подозревают, что «мигающие» и «колеблющиеся» электрические сигналы могут быть формой связи между клетками.

Они добавили тетродотоксин, мощный нейротоксин, который блокирует натриевые каналы, чтобы предотвратить запуск электрического заряда в нервных клетках. Предыдущие исследования показали, что раковые клетки полагаются на эти натриевые каналы, чтобы стать более инвазивными.

Результаты исследования показали, что, как и в случае с нервными клетками, тетродотоксин подавляет колебания напряжения в раковых клетках. Исследователи говорят, что это потенциально может указывать на новые возможности лечения для блокирования связи и поведения раковых клеток.

«Мы впервые наблюдаем такие быстрые колебания электрической активности в клетках рака молочной железы. Это похоже на новый тип "электрического языка", который создали клетки рака молочной железы. Мы до сих пор не знаем, насколько сложен этот язык, но он может позволить раковым клеткам передавать информацию о ближайших питательных веществах или враждебной среде на большие расстояния и, в конечном итоге, способствовать выживанию опухоли», – отмечают авторы работы.

Чтобы дополнительно проверить свои результаты, ученые индуцировали рак в здоровой клеточной линии. Они обнаружили, что как только эти клетки становятся раковыми, напряжение в их мембранах также колеблется.

Уровень электрических сигналов варьировался в зависимости от типа рака. Более агрессивные и неизлечимые линии раковых клеток характеризовались более частыми колебаниями, при этом сигналы иногда проявлялись в виде волн, распространяющихся от клетки к клетке.

[Фото: Imperial College London]