Ингибирующие нейроны замедляют рост глиом головного мозга

Опухоли головного мозга развиваются не в изоляции, а в очень активной среде, где нейроны постоянно обмениваются электрическими и химическими сигналами. В то время как ранние исследования показали, что нейрональная активность может способствовать росту глиом, новое исследование, опубликованное в Neuron , показывает: некоторые мозговые цепи действуют наоборот и способны замедлять прогрессирование опухоли.

Исследовательская группа под руководством профессора Дайсуке Каваучи из Городского университета Нагои в тесном сотрудничестве с профессором Наофуми Уэсакой, доктором Рео Маруямой и коллегами обнаружила, что ингибирующие (тормозные) нейроны подавляют рост взрослых глиом, снижая внутриклеточную кальциевую активность в опухолевых клетках. Результаты указывают на подавляющую роль ГАМКергических тормозных цепей и на то, что баланс нейронной активности в микроокружении опухоли может влиять на её прогрессирование.

Глиомы — агрессивные опухоли, тесно взаимодействующие с соседними нейронами. Большинство работ сосредотачивалось на возбуждающей активности нейронов, которая через прямые контакты с опухолью может стимулировать её рост. Роль же тормозных нейронов, регулирующих чрезмерное возбуждение, до сих пор была недостаточно изучена.

В новой работе учёные использовали модели глиомы у взрослых мышей и опухолевые культуры, полученные от пациентов, чтобы выяснить, вступают ли ингибирующие нейроны в контакт с клетками глиомы и меняют ли их поведение. В доклинических моделях они показали, что тормозные нейроны образуют синаптические контакты с опухолевыми клетками, а усиление ингибирующего тонуса снижает пролиферацию опухолевых клеток и продлевает выживаемость животных.

Авторы связывают этот эффект с динамикой кальция в опухолевых клетках: в фазах пролиферации в глиомах регистрируются активные кальциевые транзиенты, а активация тормозных цепей подавляет эти кальциевые сигналы. Восстановление кальциевой активности в опухолевых клетках ослабляет антипроолиферативный эффект ингибирующего контура, что указывает на ключевую медиаторную роль кальциевой динамики.

Дальнейший анализ показал, что активация ингибирующего контура снижает онкогенные программы, связанные с YAP1 и mTOR — путями, вовлечёнными в рост опухоли и выживание клеток. В совокупности данные свидетельствуют о том, что ингибирующее влияние микроокружения мозга может сдерживать прогрессирование взрослых глиом, подавляя кальций‑зависимые программы роста в опухолевых клетках.

«Наше исследование показывает: мозг — не просто благоприятная среда для опухоли. В случае взрослой глиомы тормозные цепи могут выступать как фактор, подавляющий опухолевый рост, через снижение кальциевой активности и последующую онкогенную сигнализацию», — отметил профессор Каваучи.

Профессор Дайсуке Каваучи, Городской университет Нагои

Профессор Уэсака добавил: «Проект потребовал тесной интеграции нейробиологии и биологии рака. Скомбинировав подходы на уровне контуров, электрофизиологии, визуализации и моделей опухолей, мы смогли продемонстрировать функциональное влияние ингибирующей связи между нейронами и глиомой на прогрессирование болезни».

Авторы подчёркивают, что их результаты вносят важный вклад в развивающуюся область «нейробиологии рака», изучающую взаимосвязь нервной активности и биологии опухоли, и напоминают, что глиома должна рассматриваться не только как заболевание самих раковых клеток, но и как проблема, формируемая широкой экосистемой мозга.

Поскольку работа выполнена на доклинических моделях, она не даёт прямых клинических рекомендаций, но повышает обоснованность идей о том, что усиление ингибирующего тонуса или подавление кальциевой активности в опухоли могут стать отправной точкой для новых терапевтических стратегий при взрослых глиомах. Потребуются дальнейшие исследования, чтобы выяснить, как эти механизмы проявляются в разных подтипах глиомы и можно ли безопасно воздействовать на них у пациентов