Используя искусственный интеллект и ультрасовременные микроскопы, ученые обнаружили то, что, по их мнению, является новой возможной формой коммуникации между раковыми клетками. Описанное как “тип электрического языка”, это открытие может быть ключом к пониманию того, как клетки внутри одной и той же опухоли координируют совместно свой рост.
Изменения электрической активности происходят в различных клетках человеческого организма, в том числе и нейронах, координирующих многие функции мозга. Ученым известно, что клетки испытывают изменения электрической активности при превращении их в злокачественные. При этом окружающая клеточная мембрана приобретает положительный заряд, что может способствовать их распространению.
Из всех клеток организма с электрической активностью ученые обычно связывают ‘возбудимые’ клетки мозга или сердца. В своем новом исследовании британские ученые изучали наличие скрытой электрической сигнальной сети среди раковых клеток, которая может играть ключевую роль в поведении раковых клеток, включая связь друг с другом и другими клетками внутри опухоли. Ученым уже известно, что распространению рака и основной причиной смерти от рака способствует электрическая активность.
Ученые использовали микроскоп, первоначально предназначенный для наблюдения за электрической активностью в клетках мозга. Применив его к клеткам рака молочной железы в лаборатории, ученые, к своему удивлению, обнаружили, что напряжение на мембране не просто повышается, оно, по-видимому, колеблется с течением времени так же, как это происходит в нейронах.
Команда исследователей разделила сигналы на несколько категорий: постоянные, пиковые и волнообразные.
Ученые смогли наблюдать непривычно быстрые колебания электрической активности в клетках рака молочной железы и предположили, что клетки рака установили тип электрической коммуникации. Исследователи сих пор не знают, насколько сложна эта коммуникация, но она может позволить раковым клеткам передавать информацию на большие расстояния о ближайших питательных веществах или агрессивной среде и, в конечном счете, способствовать выживанию и развитию опухоли.
В другом раунде экспериментов ученые взяли здоровые клетки и индуцировали в них рак, регистрируя их электрическую активность в обоих состояниях. Как только они становились злокачественными, клеточные мембраны снова демонстрировали колебания напряжения, хотя они и варьировались для разных типов рака. Например, более агрессивные виды рака демонстрировали более частые колебания.
Когда здоровые клетки становятся раковыми, изменения, которым они подвергаются, могут помочь им расти и распространяться. Ученым известно, что определенные гены, контролирующие размножение клеток, могут отключаться, вызывая их неконтролируемый рост. Пока неизвестно, почему уровень электрического напряжения мембран колеблется в раковых клетках, но открытие этого факта и технология, благодаря сотрудничеству инженеров и биологов, открывают двери для дальнейшей работы.
В настоящее время ученые работают над раскрытием связей между этими колебаниями напряжения и поведением раковых клеток. Если удастся установить типы связей, ученые смогут научиться прерывать связь таким образом, чтобы предотвратить прогрессирование заболевания.
Источник: Communications Biology