Опухоли головного мозга, вызванные нормальной активностью нейронов у мышей, предрасположенных к таким опухолям

Видеть, слышать, думать, мечтать – фактически делать что угодно – активирует нейроны в мозге. Но для людей, предрасположенных к развитию опухолей головного мозга, обычное жужжание в мозгу может стать проблемой. Исследование, проведенное учеными из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе и Медицинской школы Стэнфордского университета, показывает, что нормальная повседневная активность нейронов может стимулировать образование и рост опухолей головного мозга.

Исследователи изучали мышей, генетически предрасположенных к развитию опухолей зрительных нервов, пучка нейронов, передающих зрительные сигналы от глаз к мозгу. Мыши служили моделью для детей с генетическим заболеванием нейрофиброматозом типа 1 (NF1). Примерно у каждого шестого ребенка с NF1 к 7 годам развиваются опухоли зрительного нерва низкой степени злокачественности. В этом исследовании у мышей с мутациями Nf1, выращенных при нормальном освещении, развивались опухоли; те, кого держали в неведении в критический период развития, – нет.

Результаты, опубликованные 26 мая в журнале Nature , показывают, что активность нейронов играет недооцененную роль в развитии рака нервной системы. Исследование открывает новые возможности для предотвращения опухолей головного мозга у детей из группы высокого риска.

«Глиомы зрительного нерва очень распространены у детей с NF1, и они могут вызвать потерю зрения», – сказал соавтор исследования Дэвид Х. Гутманн, доктор медицины, доктор философии, семейный профессор неврологии в Вашингтонском университете и профессор семьи Дональда Шнака. директор Центра ЯО при университете. «У нас нет надежного способа предсказать, у кого разовьются опухоли, или каким-либо способом предотвратить их. Но теперь, когда мы знаем, что эти опухоли головного мозга вызваны воздействием света и нейрональной активностью, мы можем начать думать о стратегиях профилактики следующего поколения. Может быть, мы можем дать детям классные солнцезащитные очки с фильтрами или линзами, чтобы блокировать определенные длины волн света, или перепрофилировать лекарства, подавляющие чрезмерную нейронную активность, и защитить этих детей от развития опухолей мозга и потери зрения ».

Соавтор исследования Мишель Монье, доктор медицинских наук, доцент кафедры неврологии в Стэнфордской медицине, ранее продемонстрировала, что активность нейронов способствует развитию агрессивной формы рака мозга. Но было неясно, запускает ли нейронная активность сама по себе процесс образования опухоли или она только способствует росту опухолей, инициированному другими процессами.

В рамках этого исследования исследователи использовали мышей с мутациями в гене Nf1. У таких мышей начинают развиваться низкосортные опухоли зрительных нервов примерно в 9-недельном возрасте, и практически у всех появляются опухоли в возрасте от 12 до 16 недель. Поскольку нейроны зрительного нерва становятся активными под воздействием света, исследователи исследовали, могут ли они снизить активность нейронов и, следовательно, образование опухолей, просто удерживая мышей от света. Они выращивали мышей в возрасте от 9 до 16 недель в темноте, а затем проверяли наличие опухолей.

«Результаты были поразительными. У мышей, выращенных в темноте, просто не развивались опухоли, в то время как у всех мышей, выращенных на свету, развивались, несмотря на их идентичную генетическую предрасположенность к развитию опухолей зрительного нерва», – сказал Монье. «Хотя ранее мы обнаружили, что нейрональная активность является важным регулятором роста глиомы, эти открытия показали, насколько решающей может быть активность нейронов для образования опухоли».

Дальнейшие эксперименты подтвердили решающую роль воздействия света и сузили критическое окно до возраста от 6 недель до 12 недель. Ни у одной из мышей, выращенных в темноте в течение этого периода времени, к 24-недельному возрасту не развились опухоли. Помещение мышей старше 12 недель, когда опухоли уже сформировались, в темноту замедлило рост опухоли, но не уменьшило их размер.

Первый автор Пан Юань, доктор философии, который сначала работал с Гутманном в Вашингтонском университете, а теперь является исследователем с докторской степенью в Монье, показал, что связь между светом и опухолями требует белка, называемого нейролигином 3. Когда их зрительные нервы стимулируются, мыши с мутациями Nf1 высвобождает аномально высокие уровни нейролигина 3. Блокирование белка лекарственным средством или генетическая модификация мышей для устранения гена невролигина 3 приводит к уменьшению количества опухолей и их меньшему размеру.

Более того, опухоли головного мозга людей также содержат много нейролигина 3, что предполагает возможность нацеливания на белок в качестве лечения опухолей головного мозга. Исследователи проанализировали образцы тканей 19 человек с опухолями головного мозга низкой степени злокачественности и обнаружили высокие уровни нейролигина 3, независимо от того, возникли они у детей с NF1 или нет.

«Все это учит нас тому, что мы могли игнорировать один действительно важный тип клеток при раке нервной системы: нейрон», – сказал Гутманн. «Как неврологи, мы десятилетиями лечим гиперактивные нейроны с помощью лекарств. Одно из направлений, которым следуют наши лаборатории, – это перепрофилирование некоторых из этих лекарств, чтобы увидеть, можем ли мы отключить нежелательную активность, возможно, только на короткий период развития, и предотвратить мозг опухоли от формирования. Есть и другие моменты, в которые мы могли бы вмешаться: ограничивая световое воздействие, воздействуя на нейролигин 3 или подавляя какой-либо другой этап этого пути. Это действительно открыло нам глаза ».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *