Ученые нашли связь между раком и эмоциями: как наши мысли влияют на опухоли

Связь между мозгом и опухолями окружена мифами и ложными представлениями. Но это не значит, что такой связи вовсе не может быть. Недавно ученые впервые серьезно занялись этим вопросом. К каким выводам они пришли, сообщает Meduza.

Фото: IStock

Влияние «плохих мыслей» на появление рака — одна из самых ужасных форм лженауки. Тем не менее, доказано, что в организме все связано со всем. Значит, эта идея не может быть полностью неверна. Она подтверждается данными современной нейробиологии — активность мозга действительно может способствовать развитию и росту некоторых опухолей, а те сами в свою очередь вызывают активацию определенных функций мозга. Эту двустороннюю связь выявили только сейчас, когда стали доступны точные методы возбуждения и исследования отдельных нервных клеток. Эти данные изгоняют любое шарлатанство и открывают дорогу новым методам лечения онкозаболеваний.

Эксперимент с особыми мышами

Два года назад нейробиологи из Стэнфорда провели необычный эксперимент. Они взяли у своего коллеги Дэвида Гутманна из Вашингтонского университета особых мышей. У этих животных был отредактирован один ген таким образом, что примерно в возрасте девяти недель у грызунов образуются опухоли в зрительном нерве. Опухоли возникают по расписанию, и такие мыши служат рабочей моделью рака, глиомы.

В Стэнфорде решили проверить, что будет с опухолями, если искусственно повлиять на активность зрительного нерва. Ученые искусственно активировали клетки мозга с помощью облучения специальным светом. В ходе эксперимента они направили тонкий луч света прямо в нерв и стали ждать. Вскоре у мышей появились более крупные опухоли, и их было больше обычного. Это было необычно, ведь образование опухоли от активности зрительного нерва вроде бы не должно было зависеть. Но нечто совсем поразительное случилось с другими группами животных.

По теме: Ученые воскресили животных, которые 46 000 лет были заморожены в Сибири

Мышей в возрасте девяти недель поместили в темноту: почти два месяца они жили при очень тусклом красном свете, и их опухоли выросли слабыми и редкими. Когда же еще одну группу мышей отправили жить в темную комнату раньше, на шестой неделе, то опухоли у этих животных не появились вовсе. Даже если потом грызуны возвращались в обычный цикл «день — ночь», они уже не болели раком — хотя должны были. Темнота отменила их «генетическое расписание».

Эти грызуны были не простыми — их специально создали с помощью генной инженерии, чтобы тестировать лекарства и изучать развитие рака.

Другими словами, в их ДНК «записано», что опухоли предсказуемо появятся в заданное время в заданном месте.

Однако их генетическая предрасположенность, программа, не работала без дневного света. Из этого ученые сделали вывод, что развитие по крайней мере этого типа опухолей как-то связано с нервной активностью, с активностью зрительного нерва. Если нерв не получает сигналов из глаз — то и опухоли не появляются, а когда нерв стимулируют — то опухолей становится больше.

Нейронаука рака

Для Мишель Монже это открытие не стало сюрпризом. Монже возглавляет группу неврологии в Стэнфорде и придумала описанный выше эксперимент в рамках исследования идеи, которая может перевернуть наше понимание рака и его лечение. Она обнаружила, что многие опухоли мозга существуют не автономно, а развиваются при поддержке нервных клеток, нейронов, связываясь с ними. Благодаря Монже и ее исследованиям возникла целая наука — нейронаука рака. Монже — ее главная звезда.

Монже — детский невролог, и именно это обстоятельство повлияло на возникновение нейронауки рака. Еще в 2010-х Монже заметила, что у детей в зависимости от возраста опухоли мозга возникают в определенных местах. Например, в 4 года чаще всего развивается глиома зрительных путей, в 6 — глиома в стволе мозга. Опухоли в таламусе обычно появляются ближе к 10 годам, а в полушариях мозга — к 14. Это не всегда так работает, но тенденция просматривалась. То есть, зная возраст пациента, можно предсказать локацию опухоли.

Это стало для Монже ключом к разгадке. Она стала искать, что могло бы объяснить такую зависимость возраста и места, подозревая, что дело — в процессе развития детского мозга.

Ученая предположила, что есть связь с волнами миелинизации, то есть покрытием белком миелином длинных отростков нейронов. Миелин создает изолирующую оболочку нервным «проводам», из-за чего сигнал по ним идет быстрее. Миелинизация занимает годы детства, но следует графику, и разные зоны мозга охватываются в разное время. Сперва те, что связаны с восприятием и движением, а уже потом те, что необходимы для мышления.

За миелин в мозге отвечают особые клетки, олигодендроциты. Монже подтвердила в исследованиях, что любую волну миелинизации, где бы та ни проходила, сопровождает повышенное количество клеток — предшественников олигодендроцитов (OPC), а из OPC и могут рождаться злокачественные глиомы. Похоже, детский рак мозга связан с тем, по какой схеме мозг развивается от младенчества к юности. Это навело Монже на дерзкую мысль: что, если нервные клетки способны прямо влиять на прогрессирование рака?

Нравится статья? Поддержите ForumDaily!?

Она нащупала связь между тем, как работает нервная система, и тем, как устроен рак. В 2014 году ее группа показала, что нейроны могут, повышая активность, вызвать появление OPC и так обеспечить себя дополнительным миелином. А через год вышла статья, где Монже с коллегами даже удалось установить, как именно это происходит, — оказалось, нейроны стимулируют рост глиомы, используя для этого белок, который обычно регулирует рост глиальных клеток, нейролигин-3.

Нервы и опухоли обмениваются сигналами

До недавнего времени роль нервной системы в развитии рака игнорировался. Нервная ткань считалась лишь целью, объектом поражения, и ее участь была предрешена: умирать под натиском опухоли.

Взлет нейронауки рака совпал по времени с распространением оптогенетики — метода, который позволяет тонким лучом света включать и выключать отдельные нейроны в живом мозге.

Главный изобретатель оптогенетики, психиатр и нейроинженер Карл Дейссерот, работает в Стэнфорде, как и Монже, которая часто использует этот метод в исследованиях. Правда, Карла и Мишель кроме науки связывает кое-что еще. У них пятеро детей. Пара счастлива в браке.

Нервная система человека регулирует все функции и процессы в организме. Это влияет как на их подготовку, так и на исполнение. Ежедневно нервная система получает сенсорную стимуляцию, передаваемую нейронами. Нервные клетки передают электрические импульсы, тем самым собирая информацию со всего тела. Радикальная идея Монже состоит в том, что ровно те же механизмы управляют и развитием рака.

Нервные сети окутывают органы, прорастают в ткани (это называют иннервацией) — и благодаря этому мозг может участить биение сердца или узнать о занозе в мизинце.

Клетки рака побуждают капилляры расти навстречу опухоли и охватывать ее, чтобы снабжать кислородом и питательными веществами. Ровно так же и нервы прорастают в опухолевую ткань, иннервируют ее и помогают развиваться. Если перерезать нерв, опухоли выживают хуже.

В 2019 году стэнфордская группа совершила неожиданное открытие: оказалось, раковые клетки не просто взаимодействуют с нервными клетками, они обмениваются с ними сигналами ровно так же, как это делают сами нейроны, — через синаптические контакты.

Рак активизирует мозг в свою пользу

Это сильно меняет понимание рака.

Он словно становится частью мозга физиологически, анатомически и даже функционально. Клетки самых смертельных раковых опухолей встраиваются в нервные сети и общаются с ними тем способом, который те понимают: электрохимическим.

Получая от нейронов короткие импульсы, раковые клетки передают друг другу более медленные, до двух секунд, электрические сигналы. Они проводят их через щелевые контакты, то есть вся опухоль представляет собой связанную сеть клеток, организованную в единую электрически активную ткань. И эта ткань интегрируется в более крупную нервную сеть мозга.

Монже иногда показывает пример, где культура раковых клеток выглядит как культура нейронов: по ней бегают всплески электрической активности. Она говорит, что медленные токи глиомы (опухоли головного мозга) напоминают ей то, что происходит при начальном развитии мозга, когда клетки — предшественники нейронов похожим образом меняют напряжение своих мембран. Это помогает им выживать и развиваться, хотя и не вполне ясно, каким образом.

Вам может быть интересно: главные новости Нью-Йорка, истории наших иммигрантов и полезные советы о жизни в Большом Яблоке – читайте все это на ForumDaily New York.

Глиомы, однако, не просто электрически активны. Они любят ритм.

Онкологи из Немецкого центра исследования рака (DKFZ) открыли, что диффузные опухоли в мозге зависят от клеток, задающих ритм, подобно специальным клеткам в сердце. Сети опухолевых клеток содержат узлы, мелкие группы клеток-«пейсмейкеров», в которых уровень ионов кальция периодически пульсирует, раздавая по всей сети сигнал, поддерживающий рост опухоли.

Кажется, в этом часть ответа на вопрос, зачем глиоме вообще контактировать с нервами. Для ее жизни и увеличения ей нужна их импульсная активность, и чем больше, тем лучше. Опухоли словно подключаются через розетку к источнику энергии. Причем они не пассивно потребляют эту энергию, а заставляют клетки выдавать больше импульсов, тем самым их перевозбуждая. Научным языком, глиомы ремоделируют синапсы нейронов, чтобы добиться гиперактивности мозга. Журнал Neuron отразил эту мысль на обложке в виде метафоры: глиома изображена как всадница, управляющая лошадью, а сама лошадь символизирует нейронную сеть.

Активность нервных клеток помогает опухолям расти, а те в свою очередь разными способами вынуждают нейроны возбуждаться чаще и сильнее. Гиперактивность мозга — это прямая дорога к эпилепсии. Больные со злокачественной глиомой часто страдают от судорожных припадков, причем они могут начаться за годы до того, как опухоль заметят на сканах мозга.

Контакт с нервной системой позволяет раку влиять даже на процессы мышления человека.

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско показали это на пациентах с глиобластомой. Когда испытуемые решали речевые задачи, у них дополнительно включались те зоны мозга, которые у здоровых людей обычно в таких задачах не участвуют. Как выразились авторы статьи в Nature, опухоль вызвала функциональное ремоделирование языковых схем в мозге.

Лечить рак как неврологическое заболевание

Все эти факты подтверждают мысль, что рак — это тот самый «недостаток», который является продолжением достоинств. Похоже, агрессивные формы рака порождает сам биологический способ развития нервной системы. Даже в эмбрионе, когда еще нет нейронов, а есть лишь стволовые клетки, которые ими станут, узорчатые волны электрической активности регулируют созревание нейронных цепей, затем миграцию клеток и рост отростков. Нервная ткань словно выращивает сама себя, организуясь путем электрической активности, как оркестр следует единой мелодии, вовлекая в нее разных музыкантов.

Без влияния нервной системы ткани и органы не развиваются, нервные сигналы регулируют их рост и регенерацию. Рак использует этот механизм, притворяясь тканью. Он выпускает специальные молекулы и привлекает ими кровеносные сосуды и нервы. Кровь нужна ему для жизни, а сигналы от нейронов — для роста.

Тесные связи раковых и нервных клеток выявлены не только в мозге, но и по всему телу: в опухолях простаты, желудка, толстой кишки, молочной железы, кожи. Монже считает, что рост опухоли очень похож на обычное развитие органа. Она использует формулу «oncology recapitulates ontogeny» — «онкология повторяет онтогенез». Если обобщить эту информацию, то рак — это системное неврологическое заболевание.
Такой вывод может привести к новым формам лечения. Например, чтобы снижать активность нервных путей, можно будет использовать препараты, уже применяемые неврологами против эпилепсии. Все то, что влияет на рецепторы нейромедиаторов, на ионные каналы и используется в психиатрии, можно попробовать перенацелить на другие мишени — новые нервные пути.

Удачный способ лишить опухоль контакта с нервами, денервировать ее, мог бы стать прорывом. Или же отключить на время сенсорный канал, который питает ее сигналами, — устроить «темноту» нервным волокнам, подобно тому как группа Монже отключила свет мышам и так избавила их от рака. Здесь открывается огромное новое поле для исследований.

Разум как фактор риска

Активность мозга человека почти неразрывно связана с его мыслями и чувствами. Как пишет журнал Nature, «психические состояния могут оказывать глубокое влияние на то, как сильно мы заболеваем и насколько успешно выздоравливаем». Если мысли и чувства отражаются в нервной активности, то возникает вопрос: могут ли они через эту активность способствовать развитию рака — например, как следствие психосоциального стресса?

Однозначного ответа еще нет. Одни исследования находят зависимость, другие ее не видят. Интересно, что опыты на животных эту связь доказывают, а клинические испытания неоднозначны. Наличие стресса у людей гораздо труднее оценить, чем у крыс в лаборатории.

Стресс запускает в организме реакцию «бей — беги», и это полезный механизм, позволяющий скрыться от хищника. Но если стресс хронический, то он убивает здоровье, не принося никакой пользы. При стрессе симпатические нервы выделяют гормоны адреналин и норадреналин, а многие клетки, в том числе раковые, усеяны β-адренорецепторами, с которыми эти гормоны связываются. Такая активация рецепторов, вероятно, может запускать рост опухолей.

В отличие от животных, нам даже не нужен негативный опыт, чтобы начать испытывать стресс. Мы беспокоимся о том, что еще не произошло и может даже не произойти. Еще в XVI веке Мишель де Монтень отметил эту черту: «Моя жизнь была полна ужасных несчастий, большинство из которых никогда не случались». На уровне физиологии такие переживания ведут к хроническому перевозбуждению нервной системы. А повышенная активность нервных клеток, как выясняется, способна подтолкнуть развитие опухолей.

Лечение в таком случае должно не только атаковать опухоли, но и регулировать активность нервов.

Разум как часть решения

Как использовать эту зависимость нервной активности и раковых клеток во благо?

Идея в том, что эмоциональный настрой и физическая активность могут влиять на мозг и нервы не только в плохую сторону. Образ жизни и состояние психики могут быть еще одним фактором как развития опухолей, так и их излечения: лекарства дадут больший эффект, если психика и поведение человека не разжигают патологических очагов возбуждения в мозге.

Весной 2023 года The New York Times опубликовала колонку с провокативным заголовком: «Может ли нейробиолог бороться с раком одними мыслями?» Написал ее Дэвид Дж. Линден, профессор неврологии в Медицинской школе Университета Джонса Хопкинса, который неизлечимо болен саркомой. Ему сделали операцию, но не удалили опухоль до конца — частично она вросла в сердце.

Линден пишет о том, как знакомые советуют ему разные практики вроде медитаций и техник дыхания. Как ученый он считает вздором приплетаемые при этом рассуждения о «потоках энергии», но допускает, что эти практики могли бы облегчить течение болезни — при условии, что они влияют на состояние нервной системы.

«На мой взгляд, иннервация опухолей и ее роль в прогрессировании рака представляют собой интересную гипотезу. Если поведенческие практики могут ослабить или обратить вспять развитие некоторых видов рака (и, конечно, это большое «если»), то, возможно, они делают это путем изменения электрической активности нервных клеток, которые иннервируют опухоли, — говорит он. — Здесь возвышается огромное «если», и уповать на одни лишь практики было бы безответственно. Но если рак — во многом нервное заболевание, то в дополнение к лечению работа на уровне психики сама собой напрашивается. Это вопрос поиска нужных состояний ума и тела. Цепочка влияния в данном случае выглядит так: психика — мозг — нервы — опухоль. И она пока слабо изучена».

Нейронаука рака не только усложняет картину, она претендует на смену линз. Развитие рака, как способ изучение нервной деятельности, чтобы успешно справляться с болезнями.

В апреле 2023 года Монже вручили Премию имени Ричарда Лаунсбери, ее присуждают в знак признания выдающихся научных достижений в области биологии и медицины. «Новаторская работа Монже в корне изменила наши представления о коммуникации между нейронами и глиальными клетками при нормальной работе мозга и при неврологических заболеваниях, в частности раке мозга», — сказано на сайте премии.

Монже и ее мужа некоторые называют «Марией и Пьером Кюри в нейронауках». Интрига может состоять в том, кто из них получит Нобелевскую премию раньше. Сама же Мишель, выйдя на сцену, призналась, что главные ее проекты в области нейробиологии развития — ее дети.

Читайте также на ForumDaily:

В Колорадо медведь пришел на свадьбу и устроил себе пир за столом с десертами

Восемь стереотипов о русских в США

В Калифорнии во время тушения пожара столкнулись 2 вертолета: 3 человека погибли

Хотите больше важных и интересных новостей о жизни в США и иммиграции в Америку? — Поддержите нас донатом! А еще подписывайтесь на нашу страницу в Facebook. Выбирайте опцию «Приоритет в показе» —  и читайте нас первыми. Кроме того, не забудьте оформить подписку на наш канал в Telegram  и в Instagram— там много интересного. И присоединяйтесь к тысячам читателей ForumDaily New York — там вас ждет масса интересной и позитивной информации о жизни в мегаполисе.