Реакции нейронов и глиальных клеток речного рака на фотодинамическое воздействие: сигнальная регуляция, ультраструктурные изменения и нейроглиальные взаимодействия

Фотодинамическая (ФД) терапия, индуцирующая развитие окислительного стресса, используется в терапии рака, включая опухоли головного мозга. Механизмы ФД-повреждения нейронов и глиальных клеток изучали на простом модельном объекте – изолированном механорецепторе речного рака, состоящем из одиночного сенсорного нейрона, окруженного многослойной глиальной оболочкой. ФД-воздействие вызывало торможение и прекращение активности нейронов, нарушения ультраструктуры внутриклеточных органелл и структур, участвующих в нейроглиальных взаимодействиях, а также биосинтетических, биоэнергетических и транспортных процессов, некроз нейронов и глиальных клеток, апоптоз клеток глии. Смерть нейронов и глиальных клеток регулировалась межклеточными молекулярными посредниками (NO и нейротрофические факторы) и внутриклеточными сигнальными каскадами. Показано, что в ФД-индуцированном торможении и прекращении активности нейронов участвуют ионы Ca2+, высокопроницаемые митохондриальные поры, протеинкиназа C и NO-синтаза. Некрозу нейронов способствовали протеинкиназы B/Akt, GSK- и mTOR, открытие высокопроницаемых митохондриальных пор и путь Ca2+/кальмодулин/CaMKII. NO и глиальный нейротрофический фактор (GDNF) снижали некроз нейронов. В глиальных клетках сигнальные пути Са2+-зависимой фосфолипазы С, CaMKII, Ca2+-зависимой протеинкиназы C, Akt/mTOR, MEK/p38 и протеинкиназы G участвовали в ФД-индуцированном некрозе. Апоптоз клеток глии предотвращался нейротрофическими факторами (фактор роста нервов, NGF, и GDNF), протеинкиназой C и MAP-киназой JNK. Напротив, высокопроницаемые митохондриальные поры и фосфолипаза C, мобилизующие внутриклеточный Ca2+, сигнальный путь NOS/NO/протеинкиназа G, а также белки GSK- и mTOR способствовали ФД-индуцированному апоптозу глиальных клеток. Разработаны схемы участия различных меж- и внутриклеточных сигнальных путей в реакциях нейронов и глиальных клеток на ФД-воздействие.