Komórki raka mogą się komunikować polem elektrycznym

Komórki raka piersi mają swój "elektryczny język" - donoszą naukowcy z College London (W. Brytania). Kiedy zdrowe komórki zamieniają się w nowotworowe, zmienia się także ich natura elektryczna. Na przykład otaczająca je błona komórkowa staje się silniej naładowana dodatnio.

Najnowsze badanie przedstawione na łamach pisma "Communications Biology"( https://www.nature.com/articles/s42003-022-04077-2) pokazało, że nie tylko napięcie na błonie komórkowej rośnie, ale także pojawiają się w nim fluktuacje podobne do tych, jakie obserwuje się w komórkach nerwowych (https://www.youtube.com/watch?v=TX37Mf7XgMU). Naukowcy sądzą, że komórki nowotworowe z pomocą elektryczności komunikują się między sobą.

"Kiedy zdrowe komórki stają się nowotworowymi, zmiany przez jakie przechodzą, mogą pomagać im we wzroście i rozprzestrzenianiu się. Wiemy na przykład, że niektóre geny, które kontrolują podziały komórkowe mogą się wyłączyć, powodując niekontrolowany przyrost liczby komórek" - mówi współautorka publikacji, dr Amanda Foust.

"Nie wiemy, dlaczego napięcie na komórkach nowotworowych ulega fluktuacjom, ale nasze odkrycie i technologie istniejące dzięki współpracy inżynierów i biologów otwierają drogę do dalszej pracy, która pomoże nam lepiej zrozumieć sygnalizacyjne sieci raka i jego wzrost" - wyjaśnia badaczka. Ona i jej koledzy hodowali komórki z ośmiu różnych linii komórek raka piersi oraz z linii komórek zdrowych. Elektryczną aktywność naukowcy rejestrowali z pomocą specjalnego mikroskopu zaprojektowanego pierwotnie do obserwacji komórek nerwowych mózgu. Naukowców zaskoczyło, że komórki raka zachowują się podobnie, jak neurony. Podobnie jak one reagowały także na związek o nazwie tetrodotoksyna, który blokuje aktywność elektryczną neuronów.

Odkrycie może potencjalnie wskazać nowe sposoby działania na nowotwory. "To pierwszy raz, kiedy zaobserwowaliśmy tak szybkie fluktuacje aktywności elektrycznej komórek raka piersi. Wygląda to tak, jakby komórki te używały pewnego rodzaju elektrycznego języka. Nadal nie wiemy, jak jest on skomplikowany, ale mógłby pozwalać komórkom przekazywać sobie, na duże odległości informacje na temat substancji odżywczych czy o szkodliwym dla nich środowisku, a ostatecznie wspierać przeżycie guza" - tłumaczy współautor odkrycia, prof. Chris Bakal.

Badacze zauważyli też, że im bardziej agresywny i trudny w leczeniu nowotwór, tym wyższa częstotliwość fluktuacji pola. "Ze wszystkich komórek w ciele, elektryczną aktywność przypisujemy zwykle komórkom mózgu i serca. Nasze badanie sugeruje istnienie ukrytej sieci elektrycznych sygnałów przekazywanych przez komórki nowotworowe. Może ona odgrywać kluczową rolę w zachowaniu komórek raka, w tym w ich wzajemnej komunikacji w guzie. Wiemy już, że rozprzestrzenianie się raka - główna przyczyna śmierci z powodu tej choroby - jest umożliwiana przez aktywność elektryczną" - mówi jeden z badaczy, prof. Mustafa Djamgoz. "Uważamy, że te sieci mogą nawet pozwalać komórkom raka na formowanie nieco podobnych do mózgu struktur. Mogą one umożliwiać komórkom wspólne, skoordynowane działanie, jak jednej maszyny, zamiast oddzielnych komórek" - mówi prof. Bakal.

Teraz naukowcy analizują związki między specyficznymi zmianami w elektrycznych polach i zachowaniem komórek oraz sprawdzają, czy można na to oddziaływać. "Jeśli można zaburzyć komunikację między komórkami raka, choroba może stać się łatwiejsza w leczeniu. Przypomina to wojnę. Jeśli uda się zakłócić przekaz informacji od dowódcy do żołnierzy na froncie, bitwę można wygrać łatwiej" - wyjaśnia prof. Bakal.

Marek Matacz