Мы – электрические. Новая наука об электроме тела

Следующие два десятка лет он занимался изучением электрофизиологических реакций в сетчатке. “Сетчатка – превосходная модель центральной нервной системы, – рассказывал он. – Выделяешь ее из глаза, вставляешь в нее электроды, включаешь свет и видишь, как реагируют отдельные клетки”. Он все еще помнит, как в первый раз подвел электрод к клеткам сетчатки и включил красный свет: клетки немедленно послушались и перешли в вялое состояние деполяризации, так что их внутреннее напряжение стало таким же, как в окружающей среде, и ионы смогли входить в клетки и выходить из них, как им заблагорассудится. Он включил синий свет, и клетки совершили обратный переход в состояние гиперполяризации, восстанавливая значительную разность потенциалов между внутренним и внешним пространством, так что движение ионов вновь строго контролировалось. “Эти клетки знают, какой свет они видят, – восхищается он. – А мы это знаем, поскольку видим, как повышаются и понижаются показания осциллоскопа”.

Джамгоз проделывал эти эксперименты в середине 1990-х годов, на заре научных исследований синаптической пластичности у взрослых людей. Идея заключается в том, что способность мозга перестраивать проводящие сети не исчезает в детстве, а остается с человеком и в более поздние годы[373]. И работа Джамгоза действительно подтверждала эту гипотезу на модели сетчатки: клетки сетчатки взрослого могли изменять пути коммуникации и адаптироваться к новым условиям. Благодаря этой работе он получил должность профессора нейробиологии, и на этой должности, по-видимому, провел бы оставшуюся часть своей научной карьеры, если бы в тот судьбоносный вечер не оказался в пивном баре.

Теперь все его внимание привлек рак. Один из участников той встречи дал ему клетки опухоли простаты крысы. Вернувшись в лабораторию, Джамгоз подверг их той же электрофизиологической процедуре, с помощью которой обычно исследовал клетки сетчатки. И обнаружил высокую электрическую активность – но не такую, какую привык видеть в здоровых клетках.

Давно было известно, что превращение здоровых клеток в раковые сопровождается потерей дифференцировки; это означает, что они теряют свою бывшую идентичность клеток костной ткани, кожи или мышц и возвращаются в некое первичное состояние, напоминающее состояние стволовых клеток. Но в отличие от стволовых клеток, которые обычно деловито приобретают новую идентичность и отправляются туда, где им следует находиться, раковые клетки отказываются “взрослеть”. Они просто прозябают, размножаются и потребляют ресурсы, никогда не участвуя в социальной жизни окружающих здоровых тканей. Эта потеря дифференцировки как раз и отражалась на электрической активности, обнаруженной Джамгозом в раковых клетках. Раковые клетки лишались своего сильного отрицательного потенциала (–70 милливольт) и переходили в перманентно деполяризованное “нулевое” состояние вечных стволовых клеток (это наблюдение не было чем-то исключительным, оно согласовывалось с другими данными, накопленными за несколько десятилетий).

Но это была не единственная странность их электрического поведения, привлекшая внимание Джамгоза. Клетки делали что-то еще – что-то гораздо более странное. Эти деполяризованные раковые клетки каким-то образом… возбуждались. “Это были абсолютно стандартные потенциалы действия”, – рассказывал Джамгоз. Но почему в этих клетках возникал потенциал действия? Это были клетки кишечника или кожи, не нервов. И все же в процессе перерождения из здоровых клеток агрессивные раковые каким-то образом научились возбуждаться, как нейроны. Импульсы, которые они посылали, не зависели от сигналов и не отдавали распоряжений, как в нервной системе. Они были гораздо более хаотичными, волнообразными и неустойчивыми, и их характер напоминал несогласованный рисунок, который Джамгоз раньше видел у людей в состоянии эпилептического криза. Зачем же раковые клетки создавали эти странные потенциалы действия?

Джамгоз точно знал, что это связано с функцией потенциал-зависимых натриевых каналов – того же семейства натриевых каналов, которое способствует распространению потенциала действия в нервных клетках. Раньше никто не задумывался о том, что изменение поведения ионных каналов может быть связано с превращением нормальных клеток в раковые. Не может ли быть, что это странное возбуждение клеток является причиной агрессивного поведения и метастазирования опухолей? Рассмотрению этого вопроса Джамгоз посвятил свою первую статью. Он с коллегами отправил ее на публикацию в журнал Nature – главный научный журнал Великобритании. Редакторы тут же отклонили статью, посчитав представленные наблюдения неким побочным явлением. Джамгоз и его коллеги представили свои наблюдения на малоизвестной конференции по проблемам мочеполовой системы. Этого оказалось достаточно, чтобы опубликовать статью в одном менее влиятельном, но все же уважаемом журнале[374]. Дело было в 1993 году. Мустафа Джамгоз прекратил исследования в области нейробиологии. С сетчаткой было покончено. Теперь его интересовал только рак.