Komórki nowotworowe mogą się komunikować polem elektrycznym

Komórki raka piersi komunikują się między sobą za pomocą pola elektrycznego, co może decydować o wzroście guza czy powstawaniu przerzutów – wynika z najnowszego badania. Odkrycie może wskazać drogę do nowych metod terapii.

Komórki raka piersi mają swój „elektryczny język” – donoszą naukowcy z College London w Wielkiej Brytanii. 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” pokazało, że nie tylko napięcie na błonie komórkowej się zwiększa, lecz także pojawiają się w nim fluktuacje podobne do tych, jakie obserwuje się w komórkach nerwowych.

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.

Ekspertka przyznaje, że naukowcy nie wiedzą, dlaczego napięcie na komórkach nowotworowych ulega fluktuacjom, ale to odkrycie otwiera drogę do dalszej pracy, która pomoże lepiej zrozumieć sygnalizacyjne sieci raka i jego wzrost.

Ona i jej koledzy hodowali komórki z ośmiu różnych linii komórek raka piersi oraz z linii komórek zdrowych.

Elektryczną aktywność naukowcy rejestrowali za pomocą specjalnego mikroskopu zaprojektowanego pierwotnie do obserwacji komórek nerwowych mózgu.

Naukowców zaskoczyło, że komórki raka zachowują się podobnie jak neurony, np. 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 elektryczne 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 prof. Mustafa Djamgoz, jeden z badaczy.

– 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 – twierdzi prof. Bakal.

Teraz naukowcy analizują związki między specyficznymi zmianami w elektrycznych polach a 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.