Използвайки машинно обучение и авангардни микроскопи, учените откриха това, което смятат за нова форма на комуникация между раковите клетки. Описано като „вид електрически език“, откритието може да е ключово за начина, по който клетките в един и същ тумор работят заедно, за да координират растежа, и предполага, че разрушаването на тези комуникации може да предложи нови начини за лечение на болестта.
Известно е, че се извършват промени в електрическата активност в различни клетки в човешкото тяло, като тези в сърцето, които улесняват притока на кръв, и невроните, които координират многото функции на мозъка. Известно е също, че клетките изпитват електрически промени, когато станат ракови, като околната клетъчна мембрана поема по-положителен заряд, който може да насърчи тяхното разпространение. Авторите на това ново проучване успяха да се настроят към тази електрическа активност, за да съберат някои завладяващи нови прозрения.
„От всички клетки в тялото ние обикновено свързваме „възбудимите“ мозъчни или сърдечни клетки с електрическа активност“, каза съавторът на изследването Мустафа Джамгоз. „Нашето изследване предполага скрита електрическа сигнална мрежа сред раковите клетки, която може да играе ключова роля в поведението на раковите клетки, включително комуникация помежду си и с други клетки в тумора. Вече знаем, че разпространението на рака, основната причина за смърт от рак, се улеснява от електрическа активност.
Работата беше ръководена от учени от Имперския колеж в Лондон и Института за изследване на рака, които използваха микроскоп, първоначално предназначен да наблюдава електрическата активност в мозъчните клетки. Това беше използвано върху клетки от рак на гърдата в лабораторията и, за тяхна изненада, учените откриха, че напрежението на мембраната не беше просто повишено, но изглеждаше, че варира с течение на времето, както се случва в невроните.
Използвайки машинно обучение, екипът характеризира сигналите и ги разпределя в четири категории като шум, мигане и махане. След това екипът използва лекарство, за да блокира натриевите канали, на които клетките разчитат, за да генерират електрически сигнали, което от своя страна потиска променливите напрежения.
„Това е първият път, когато успяхме да наблюдаваме толкова бързи колебания в електрическата активност в клетките на рака на гърдата“, каза един от водещите автори професор Крис Бакал, „Изглежда, че клетките на рака на гърдата са установили вид електрически език. все още не знам колко сложен е езикът, но може да позволи на раковите клетки да предават информация за близките хранителни вещества или враждебни среди на големи разстояния и в крайна сметка да насърчат оцеляването на тумора.
В друг кръг от експерименти учените взеха здрави клетки и предизвикаха рак в тях, записвайки електрическата им активност и в двете състояния. След като станат ракови, клетъчните мембрани отново показват променливи напрежения, въпреки че те варират при различните видове рак. По-агресивните ракови заболявания, например, показват по-чести колебания.
„Когато здравите клетки станат ракови, промените, на които са подложени, могат да им помогнат да растат и да се разпространят“, каза един от водещите автори д-р Аманда Фуст. „Ние знаем например, че някои гени, които контролират клетъчното размножаване, могат да се изключат, причинявайки неконтролиран клетъчен растеж. Все още не знаем защо напрежението на мембраните варира в раковите клетки – но нашето откритие и технология, активирани от вълнуващото сътрудничество на инженери и биолози, отваря врати за по-нататъшна работа, която може да ни помогне да разберем по-добре мрежите за сигнализиране на рака и растежа.
Сега учените работят, за да разкрият връзките между тези променливи напрежения и начина, по който се държат раковите клетки. Корелират ли определени форми на електрическа активност с размножаването на раковите клетки или някои модели сигнализират, че е време да се изплъзнете и да атакувате други части на тялото? Ако тези видове връзки могат да бъдат установени, учените може да са в състояние да прекъснат комуникациите по начин, който предотвратява прогресирането на болестта по различни начини.
„Ако можете да спрете раковите клетки да комуникират помежду си, те биха могли да станат по-лесни за лечение“, каза Бакал. „Не е толкова различно от война. Ако можете да спрете командир да предава информация на войниците на фронта, битката става по-лесен за победа.”
Изследването е публикувано в списанието Биология на комуникациите.
източник: Институтът за изследване на рака
Публикациите се превеждат автоматично с google translate
