Как опухоли обманывают мозг, заставляя его отключать клетки, борющиеся с раком

Опухоли рака легких у мышей способны «подключаться» к нервным клеткам и отправлять сигналы в мозг, которые подавляют активность иммунных клеток, защищающих организм от рака, — показало новое исследование.

Раковые клетки умеют очень хорошо обманывать иммунную систему, заставляя её игнорировать опухоль. Однако новое исследование показывает, что в некоторых органах опухоли идут еще дальше: они активно общаются с мозгом, чтобы тот помогал им защищаться от иммунного ответа.

В работе, опубликованной в журнале Nature, исследователи из Китая под руководством Цзинь Цзинь (Jin Jin) и коллег обнаружили, что клетки рака легких у мышей используют нервные окончания для связи не только с ближайшим окружением, но и с мозгом — через сложную нейроиммунную цепочку. Учёные также подтвердили существование аналогичной цепочки у людей.

Процесс начинается с иннервации — опухоли рака лёгких буквально «подключаются» к блуждающему нерву (вагусному нерву), который служит информационной магистралью, соединяющей внутренние органы с мозгом. Эти вагусные сенсорные нейроны, экспрессирующие рецептор Npy2r, передают сигналы от опухоли в ствол мозга. В результате активируется симпатическая нервная система, которая посылает сигналы обратно в микроокружение опухоли.

Этот обратный сигнал приводит к повышению активности β2-адренергических рецепторов на альвеолярных макрофагах — ключевых иммунных клетках лёгких. В итоге макрофаги начинают подавлять антиопухолевый иммунитет, позволяя раку беспрепятственно расти и распространяться.

«Мы выявили критическую роль двусторонней коммуникации между опухолью и мозгом через ось сенсорные-симпатические нейроны, которая ограничивает противораковый иммунитет», — пишут авторы.

Чтобы доказать это, учёные провели серию экспериментов на мышах:

• При перерезании блуждающего нерва или блокировке Npy2r-рецепторов рост опухолей значительно замедлялся, а активность противораковых Т-клеток возрастала.
• Искусственная активация симпатической нервной системы или β2-адренергических путей, напротив, усиливала подавление иммунитета и способствовала прогрессии рака.
• У мышей с удалёнными симпатическими нервами опухоли росли медленнее.
• Анализ тканей людей с раком легких показал наличие аналогичной иннервации и экспрессии соответствующих маркеров.

Авторы подчеркивают, что этот механизм не просто пассивная иннервация, а активное использование опухолью нервной системы для создания иммуносупрессивного микроокружения. Опухоли буквально «обманывают» мозг, заставляя его посылать сигналы, которые гасят местный иммунный ответ.

«Это открытие добавляет новый слой в наше понимание, как рак взаимодействует с нервной системой», — отмечает соавтор исследования.

Исследование также связано с комментарием (News & Views) в том же номере Nature под названием «Путь от опухоли к мозгу ограничивает противораковую защиту» (A tumour-to-brain pathway hinders anticancer defences), где авторы Aeson Chang и Simon McMullan подробно разбирают, как сенсорные нейроны, обычно реагирующие на внутренние и внешние стимулы в органах, используются раком лёгких для подавления иммунитета.

Это открытие открывает потенциальные новые мишени для терапии: блокировка блуждающего нерва, Npy2r-рецепторов или β2-адренергической сигнализации может усилить эффективность иммунотерапии и других методов лечения рака легких.