Мы – электрические. Новая наука об электроме тела

Через год Брук Чернет, также из группы Левина, сделал еще один шаг вперед. Нельзя ли предсказать вероятность ракового перерождения клеток только на основании их мембранного потенциала? Гипотезу проверяли на эмбрионах лягушки, в которые встроили человеческие опухолевые гены, чтобы превратить их в раковые клетки. С помощью того же чувствительного к потенциалу флуоресцентного красителя, который Дэни Спенсер Адамс использовала для обнаружения электрических сигналов при формировании головы лягушки, исследователи обнаружили деполяризацию мембранного потенциала в опухолевых клетках. И как Адамс смогла предсказать появление отделов головы, так и изменение электрического сигнала позволяло предсказать, какие клетки переродятся в опухоль[403]. Как писали авторы статьи, этот эксперимент не только подтверждал связь биоэлектрических сигналов с формированием опухолей, но и предлагал новые пути для развития противораковой терапии. Дело в том, что при изменении поляризации (и усилении потенциала) опухолевых клеток с низким мембранным потенциалом те сохраняли связь со своим окружением и в результате игнорировали попытки собственных мутантных генов превратить их в раковые клетки. Иными словами, Чернет и Левин снижали количество опухолевых клеток просто путем возвращения потенциала деполяризованных опухолевых клеток к нормальному состоянию[404]. Еще одно очко в пользу биоэлектрического кода.

К 2016 году Чернет не только научился предотвращать образование новых опухолей, но уже смог “перепрограммировать” существующие опухолевые клетки в теле головастика таким образом, что они становились нормальными тканями. Причем опухоли находились на продвинутых стадиях роста: они уже распространились и сформировали собственные кровеносные сосуды. Но когда Чернет изменял потенциал покоя клеток посредством введения светочувствительных каналов (этот метод называют оптогенетикой), они переставали вести себя как раковые клетки. “Вы включаете свет… и опухоль исчезает”, – рассказывала издательству Reuters Адамс, которая была одним из соавторов статьи[405]. А в беседе со мной Левин сообщил, что с помощью электричества, по-видимому, можно напомнить клеткам об их роли в тканях тела, вывести из “кризиса среднего возраста” и вернуть в нормальное общество. Биоэлектричество перебарывает генетику. Как показывают эти и другие эксперименты, изменение напряжения не только свидетельствует о раке, но и позволяет взять его под контроль[406].

Все это невероятно интересно, но опять-таки находится все еще очень далеко от кабинетов врачей. Как и все другие недавние открытия в области биоэлектричества, это пока лишь предварительные наблюдения. Мы сильно, очень сильно отличаемся от головастиков. Кроме того, при воспроизведении некоторых экспериментов обнаружились несовпадения[407]. В общем, нам предстоит еще очень большая работа.

Однако, как и в случае регенерации тканей, награда чрезвычайно велика – возможность контролировать очень сложные биологические процессы. “Электрическая коммуникация между клетками играет действительно важную роль в подавлении роста опухолей”, – подтверждает Левин. Более того, этот контроль можно осуществлять с помощью уже существующих медикаментозных методов. Левин, подобно Джамгозу и Арканджели, занялся поиском лекарств, контролирующих активность ионных каналов[408].

Меньше чем за столетие связь биоэлектрических сигналов с развитием рака прошла в массовом сознании путь от любопытного наблюдения до подозрительного шарлатанства, а затем и до возможного нового направления в диагностике рака и в борьбе с ним. Недавние исследования подтвердили правоту Бёрра и Лэнгмана: рак имеет характерные электрические свойства, которые можно использовать для его обнаружения. И, возможно, это только начало.

Может быть, Норденстрём действительно нащупал что-то важное в 1940-е годы, когда пытался убивать опухоли с помощью электричества. Теперь быстро развиваются и продвигаются исследования, направленные на уничтожение опухолей с помощью наносекундных импульсов холодной плазмы, гораздо более точных и мощных, нежели что-либо, доступное во времена Норденстрёма[409]. Руководитель программы по физике плазмы в Национальном научном фонде США Хосе Лопес считает, что эта новая возможность использовать низкотемпературные вспышки для медицинских целей быстро изменяет наш подход к борьбе с опухолями. Это еще один способ биоэлектрического воздействия, о котором мы услышим в ближайшие десять лет.

В настоящий момент в качестве новейших методов воздействия на электричество тела в целях регенерации, заживления ран и борьбы с раком начинают применяться многочисленные новые устройства и технологии – в дополнение к блокаторам ионных каналов.