WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ЗДРАВООХРАНЕНИЮ И СОЦИАЛЬНОМУ РАЗВИТИЮ ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ А.И. Рукавишников АЗБУКА РАКА Рекомендуется учебно-методическим объединением по ...»

-- [ Страница 2 ] --

Что представляет собой молекула-рецептор? Это молекула белка, напри мер, ростового фактора. В ней различают три части: внешняя часть – на по верхности мембраны клетки, контактирует с межклеточной жидкостью;

сред няя часть – пересекает насквозь мембрану клетки, и внутреннюю часть – вы ступает в цитоплазму клетки (Рис. 1).

Рис. 1. Схема строения молекулы-рецептора.

Для деления нормальной клетки молекулой-лигандом обычно являются факторы роста (GF): эпидермальный фактор роста (EGF), тромбоцитарный фак тор роста (ТGF), интерлейкины 1, 2 и др. Но только прохождение фазы G1 кле точного цикла стимулируется такими митогенами. У многих молекул рецепторов внутренняя часть является ферментом – протеинкиназой. Функция киназы – присоединять фосфатную группу к белку и этим активировать его.

Другие ферменты фосфатазы отщепляют фосфатную группу и этим прекраща ют активность белка.

Так как для деления клетки необходима репликация е ДНК, а также ряд белков, в том числе ферменты, то ясно, что путь передачи сигнала к делению начинается на мембране клетки и заканчивается в ядре клетки (Рис. 2).

Рис. 2. Схема этапов передачи сигнала для деления клетки (рис. и цит. по:

Г.П. Георгиев, 1999) с изменениями.

1-й этап. Молекула-рецептор своим участком связывается с молекулой лиганд. Это вызывает аллостерическое изменение внутренней части молекулы рецептора. Изменение формы этой части активирует рецептор (Рис.3).

2-й этап. Протеинкиназа активирует цепочки белков в цитоплазме при соединением к белку фосфатной группы, активируя его;

он активирует сле дующий в цепочке белков и т.д.

3-й этап. Передача сигнала активированным белком переходит в ядро клетки. Там активируются белки транскрипции для синтеза иРНК и др. иРНК после выхода из ядра направляются в рибосомы, где по ним синтезируются но вые белки для следующего деления клетки, в ядре – синтез ДНК, т.е. е репли кация и затем деление клетки.

Рис. 3. Схема связывания рецептора с молекулой-лигандом.

Все этапы передачи сигнала в клетке обратимы, как только молекула лиганд отделяется от рецептора или в результате распада самой молекулы лиганда. Обратимы также и промежуточные этапы цепи передачи сигнала – пу тм удаления фосфатной группы с белка.

Передача сигнала извне для деления нормальной клетки регулируется ря дом генов через их продукт – белки. Эти белки в нормальной клетке являются молекулой-лигандом, молекулой-рецептором, протеинкиназой С и белками це почки передачи сигнала в цитоплазме, а в ядре – белками транскрипции.

Это были обычные белки-рецепторы для вызова ответа нормальной клет ки.

Но на мембране клетки имеется также универсальные белки-рецепторы, сопряженные с G-белком, их обозначают – GPCR, от англ. G-protein coupled re ceptor. Он реагирует на молекулу-лиганд любого типа.

GPCR – это белок, полипептидная цепь которого семь раз пересекает мембрану клетки. В нм два участка: с внешней стороны мембраны участок, вылавливающий молекулу-лиганд, а участок, контактирующий с G-белком, – на е цитоплазматической стороне.

Его действие на клетку реализуется по химическому сигналу к внутри клеточным мишеням через G-белок. Пока с активным центром GPCR не свя жется молекула-лиганд, он находится в неактивном состоянии – «выключен».

Причина: нет контакта его участка с G-белком. Результат – нет ответа клетки (Рис. 4).

Рис. 4. GPCR в клетке «выключен». Нет ответа клетки (рис. и цит. по: Т.

Кенакин, 2007).

GPCR «включается», когда молекула-лиганд связывается с его активным центром, и тогда участок его молекулы связывается с G-белком. Этот белок ак тивируется и посылает сигналы клетке. Результат – возникает ответ клетки (Рис. 5).

Рис. 5. GPCR в клетке «включен». Есть ответ клетки (рис. и цит. по: Т.

Кенакин, 2007).

Знания о функциях GPCR и G-белка в нормальной клетке важны для по нимания нарушений в раковой клетке. Эти молекулярные структуры становятся новыми мишенями для создания селективно действующих лекарств, уничто жающих раковые клетки.

Глава 4. Раковая соматическая клетка 4.1. Бессмертие раковой соматической клетки: молекулярные при чины В организме человека есть некоторые типы клеток, которые преодолева ют недорепликацию ДНК перед делением и поэтому способны размножаться бесконечно, т.е. становятся бессмертными. К таким клеткам относятся: половые и стволовые клетки, лимфоциты, делящиеся во время иммунного ответа, и опу холевые клетки, в том числе, раковые клетки.

В 1971 г. наш учный – проф. А.М. Оловников предсказывал, что может быть фермент, который позволяет раковой клетке преодолевать «лимит Хейф лика» при делении, и так становиться бессмертной. Его предсказание сбылось спустя 14 лет.

В 1985 г. С. Грейдер и Е. Блэкберн (Greider C.W., Blackburn E.N.) обнару жили такой фермент. Он удлиняет теломеру, т.е. G-цепь после каждого деления раковой клетки. Поэтому этот фермент был назван учными теломеразой.

Теломераза – это комплексный фермент, кодируемый несколькими гена ми. Он состоит не только из белка, а включает ещ и участок РНК. Этот фер мент находится в цитоплазме клетки и регулирует длину теломер, т.е. наращи вает на концах молекулы ДНК многократно повторяемый гексануклеотид – ТТАГГГ. Общая длина их может достигать 10 тысяч пар нуклеотидов. В ком плексе с белками такие повторы образуют теломеры, защищающие концы ДНК от экзонуклеаз, неправильной рекомбинации и позволяющие концам хромо сомы прикрепляться к оболочке ядра. За счт активности теломеразы раковая клетка может делиться, т.е. жить как в организме хозяина, так и на питательной среде, без конца.

Теломераза – это обратная транскриптаза или ревертаза, подобная той, что имеется в ретровирусах. С е помощью матричный синтез фрагмента G цепи идт по участку теломеразной РНК. У человека теломеразная РНК состоит из 460 нуклеотидов и включает последовательность 3’-ЦУААЦЦЦУААЦ-5’.

Матричный участок в РНК теломеразы представлен только один раз. Его длина не более двух повторов, т.е. G-фрагмента цепи.

Теломераза синтезирует G-фрагменты много раз, используя только один матричный участок своей РНК. Поэтому она обладает способностью после син теза каждого повтора перемещать, т.е. транслоцироватъ матричный участок в область 3’-конца синтезируемого G-фрагмента цепи.

На рис. 1 дана схема этапов синтеза одного теломерного повтора с помо щью теломеразы.

Рис. 1. Этапы синтеза одного фрагмента G-цепи теломеразой (цит. и схе ма рис. по: С.С. Докудовская и соавт., 1997).

1-й этап. Теломераза узнат 3’-конец, т.е. оверхенг нематричной цепи, с которым часть матрицы РНК теломеразы связывается по принципу компле ментарности пар оснований. 3’-конец цепи в реакции в качестве праймера. В РНК вместо Т, т.е. тимина, – урацил (У).

2-й этап. Элонгация – удлинение 3’-конца за счт синтеза G-цепи. Тело мераза синтезирует лишь небольшой участок теломеры, т.е. утрачиваемый вследствие концевой недорепликации. Происходит синтез одного повтора, т.е.

G-фрагмента цепи.

3-й этап. Транслокация – матричный участок перемещается в область 3’ конца синтезируемой теломерной ДНК.

Синтез G-цепи теломеры или теломерной ДНК у эукариот осуществляет ся обычной ДНК-полимеразой. Так удлиняется теломера – продукт генов, кото рые включаются в раковой клетке. Такое достраивание 3’-конца G-цепи в рако вой клетке происходит после каждого деления клетки. Поэтому раковая клетка и е потомки делятся без конца, т.е. становятся бессмертными. В нормальной же клетке ген теломеразы выключен, поэтому в ней теломеры в процессе реп ликации ДНК только укорачиваются. Это и делает нормальную клетку смерт ной.

В 80% образцов раковых клеток разного типа, взятых из культуры или из опухоли пациента, страдающего от рака, раковые клетки синтезируют фермент теломеразу в большом количестве. Теломераза и создат одно из свойств рако вой клетки – бессмертие е. В 20% раковых клеток разного типа не обнаружи вается теломераза. В таких раковых клетках имеется альтернативный механизм удлинения теломер – ALT (Alternative Telomere Maintenance).

Так как теломераза активна в раковых клетках любого типа, учные видят в ней мишень для различных лекарств и средств от не, а значит, и уничтоже ния раковых клеток. К настоящему времени открыт ген РНК – компонента ело меразы – hТR и ген каталитической белковой субъединицы теломеразы в рако вых клетках человека. Но перед любой попыткой лечения рака нужно прежде выяснить, что действует в раковой клетке у этого пациента – теломераза или ALT.

Раз теломераза – комплексный фермент, кодируемый несколькими гена ми, то миишенями для уничтожения раковых клеток могут быть: 1) ген теломе разы – hTERT;

2) РНК теломеразы и е ген hТR;

3) белковая субъединица, ген которой также открыт и клонирован.

Попытки учных уничтожать раковые клетки через воздействие на тело меразу или е компоненты не прекращаются. Ведь это путь к созданию ле карств и средств от раковой клетки любого типа у пациента. Но теломераза – до сих пор очень загадочный фермент. Воздействия против него во многом зави сят от того, как скоро будет понятна роль его в процессе деления и выживания клеток.

Проф. Н. Кейт (2001) и его группа из Центра молекулярной онкологии (Англия), несмотря на побочные эффекты, разработали новый метод лечения рака любого типа раковой клетки. По их словам, «на этот раз с раком будет по кончено раз и навсегда».

Регуляторную часть гена теломеразы, которая подавляет транскрипцию теломеразы в нормальной клетке взрослого организма, учные внедрили в со став трансгенного вектора, но сам ген там был заменн геном, кодирующим токсин – нитроредуктазу. В нормальных клетках такой вектор не экспрессиру ется, а в раковых клетках – регуляторная часть активируется, в результате в ра ковой клетке синтезируется токсин, и она погибает.

То есть суть нового метода лечения в том, что раковые клетки заставляют активировать не теломеразу, а другой, токсичный для них токсин, – фермент нитроредуктазу. Так раковые клетки сами себя уничтожают, что приводит к их исчезновению и выздоровлению пациента. Нормальные клетки самостоятельно не могут активировать нитроредуктазу, и поэтому они не повреждаются.

Учные считают, что «это открытие является потенциальной панацеей от любого типа рака, в том числе лейкоз и др.».

Ожидается, что в ближайшем будущем будут созданы ещ другие лекар ства, которые будут действовать по этому же принципу, после чего лекарства будут проходить тестирования. Врачи надеются, что через ряд лет новая мето дика лечения рака разного типа клетки станет общедоступной.

Однако авторы выделяют побочные эффекты этого метода: 1) так как синтез фермента теломеразы в половых клетках – яйцеклетке и сперматозоидах пациента в норме не блокирован, то после такой генной терапии пациент станет пожизненно бесплодным;

и 2) возможны временные проблемы, вызванные бы стрым самоуничтожением «целой половой системы репродуцирующихся кле ток».

Механизм действия фермента нитроредуктазы, который заставляют син тезировать раковые клетки, в том, что этот фермент вырабатывает свободные радикалы, разрушающие клетку через апоптоз. В нормальных клетках теломе раза не образуется, поэтому препарат никак на них не влияет.

Д-р Н. Кейт прокомментировала полученные результаты так: «Разработа нный нами метод лечения рака является действительно универсальным и бе зопасным. Более 80% раковых клеток независимо от типа клетки синтезируют теломеразу и реагируют на наш препарат. Обманув их и заставив совершить самоубийство, мы устраняем рак и не повреждаем окружающие ткани. А этого пока не удалось добиться никому».

Проф. Р. Уэйнберг и его группа (1997) из США сделали открытие – обна ружили ген xECT2, «на котором лежит основная ответственность» за синтез те ломеразы. Был выявлен синтез теломеразы в четырх типах раковой клетки, в нормальных клетках «этот процесс не происходил».

Р. Уэйнберг считает, что «теперь появляется реальная возможность соз дания лекарства, которое будет «выключать» в раковых клетках синтез теломе разы и этим «лишать их возможности осуществлять неконтролируемое деле ние». По мнению учных, на основе этих данных появляется возможность соз дания лекарства, которое можно будет использовать против не одного, а многих типов раковой клетки.

В клетках эмбриона человека этот ген «включн» для «ремонта» теломер на концах хромосом после каждого деления клетки, а в организме человека «выключается». Учные сосредоточили свое внимание на вопросе: что застав ляет в раковой клетке «спящий ген вновь заработать?».

Проф. Э. Жилбоа (Eli Gilboa, 2000) и его группа, – учные Университета Дьюка (США), создали универсальную противораковую вакцину. Так как тело мераза синтезируется в раковой клетке разного типа, эти учные выдвинули идею «о возможности создания универсальной противораковой вакцины, на правленной против теломеразы».

Ими уже создана вакцина на основе дендритных клеток, нагруженных фрагментом теломеразы. Введение этой вакцины вызывало у мышей развитие ответной иммунной реакции, «достаточной для подавления имплантированного рака кожи, молочной железы и мочевого пузыря человека». Активированные Т лимфоциты оказывали цитотоксическое действие и на раковые клетки в опытах in vitro.

Эксперты считают, что применение такой вакцины может сопровождать ся «побочными эффектами».

Так как ген теломеразы «включается» в 80-90% случаев раковой клетки разного типа, то информация о содержании теломеразы может быть использо вана как общий маркер для:

- ранней диагностики раковой клетки любого типа у пациента;

- контроля лечения и излечения пациента от рака;

- разработки, наряду с другими маркерами, стадий рака и оценки прогно за. Для выявления теломеразы широко используют TRAP-анализ и его модифи кации, экспрессию гена hTR и hTERT методом RT-ПЦР.

4.2. Нарушения в передаче сигнала к делению в раковой клетке: но вые мишени для уничтожения раковых клеток Стандартные лекарства против раковых клеток действуют на них через повреждения их ДНК. Но при этом такое же действие их и на здоровые клетки организма пациента. То есть эти лекарства неизбирательные, с тяжелыми по бочными эффектами.

Для избежания этого, учные долго искали новые мишени для лекарств, чтобы уничтожать только раковые клетки. Их нашли в «участниках» передачи сигнала к делению в раковой клетке.

Без сигнала к делению никакая клетка многоклеточного организма де литься, т.е. вступать в клеточный цикл, не может. Каждая функция нормальной клетки любого типа запрограммирована генами для подчинения е нуждам ор ганизма как целого. Такое разделение функций клеток разного типа осуществ ляется с помощью передачи сигналов между клетками. Сигналом является мо лекула – лиганд, часто это какой-либо фактор роста: TGF-альфа, эпидермаль ный фактор роста (EGF) и другие.

Для действия сигнала на клетку необходим рецептор. Рецептор – это мо лекула белка, интегрированная в цитоплазматическую мембрану клетки. В ней различают три части: внешняя часть – она вне клетки, средняя часть – внутри мембраны клетки и внутренняя часть – она внутри цитоплазмы. Рецептор мо жет связываться только со своей сигнальной молекулой так же, как субстрат взаимодействует со своим ферментом.

В нормальной клетке молекула-лиганд всегда извне. Она выделяется из других клеток и мигрирует к тем клеткам, на поверхности которых имеется ре цептор именно к этой молекуле-лиганду. Поэтому нормальная клетка не может быть независимой, т.е. она является частью своей ткани.

Факторы роста в своем действии паракринны, так как секретируются со седними клетками и диффундируют на коротком расстоянии – местное дейст вие.

Раковая клетка возникает из нормальной клетки ткани и при этом утрачи вает все контакты: с нормальными клетками своей ткани и с внеклеточным матриксом ткани. Это одна из причин, что превращает раковую клетку в клет ку-организм. Нормальная же клетка при утрате таких контактов перестает раз множаться и погибает через апоптоз (Ю.А. Ровенский, 2001).

Однако, раковая клетка при утрате таких контактов остатся очень жиз неспособной: размножается без конца, е потомки мигрирует в окружающие ткани и по организму, в половине случаев раковой клетки разного типа она об ходит апоптоз.

Причина в том, что в раковой клетке включается аутокринная регуляция деления клетки. Это открытие сделали М. Спорн и Г. Тодаро (M.B. Sporn, G.J.

Todaro, 1980).

Оказалось, что молекула-рецептор и молекула-лиганд синтезируются в самой раковой клетке. Для этого в ней включаются сразу два гена. В нормаль ной клетке взрослого организма эти гены репрессированы.

Один синтезирует фактор роста, а другой – рецептор к нему. Это продук ты через копии их генов – иРНК. После синтеза молекула-рецептор встраивает ся в мембрану раковой клетки, а молекула-лиганд т.е. фактор роста, секретиру ется в межклеточную среду вблизи от раковой клетки. Молекула-рецептор вы лавливает эту молекулу-лиганд и соединяется с ней. Это изменяет конформа цию внутренней части молекулы-рецептора. В результате запускается один из биохимических ответов клетки – она включается в клеточный цикл. Это явле ние ученые назвали аутокринным механизмом размножения клетки (Рис. 1).

Рис. 1. Аутокринная секреция и механизм превращения нормальной клет ки в раковую: а – молекула фактора роста в скрытой форме внутри клетки;

б – молекула-рецептор;

в – молекулы фактора роста;

г – взаимодействие молекулы рецептора клетки с молекулой фактора роста.

Но главное – другое. М. Спорн и Г. Тодаро (1980) в опытах с культурой клеток доказали, что аутокринный механизм размножения клетки является причиной превращения нормальной клетки в раковую клетку. Они пишут, что меньшая потребность раковой клетки в экзогенных факторах роста может быть без труда объяснена эндогенным синтезом их, т. е. в самой клетке.

В ряде опытов на питательной среде были выращены нормальные клетки.

Затем в эту среду добавляли белки из раковых клеток опухолей человека, а также из клеток опухолей животных. Эти белки вызывали превращение нор мальных клеток в раковые клетки. Поэтому учные назвали такие белки – трансформирующими факторами роста – TGFs-альфа. Они были выделены также из питательной среды, в которой выращивали клетки, взятые из опухолей человека. Эти факторы роста имеют свои рецепторы на поверхности раковой клетки и являются стимулом для постоянного размножения раковых клеток.

Действие TGFs-альфа на клетки в культуре проявляется следующим об разом:

- они для клеток являются сильными митогенами – повышают плотность культур, снижается лимит концентрации сыворотки для пролиферации, вплоть до того, что клетки приобретают способность размножаться в среде без сыво ротки;

- при наличии их в среде происходит морфологическая трансформация клеток;

- появление у клеток в их присутствии способности к пролиферации без прикрепления к субстрату в полужидких гелевых средах;

- тест на образование колоний в «мягком агаре» считается одним из наи более устойчивых «in vitro» признаков способности клеток образовывать опу холи «in vivo»;

- все эффекты TGFs-альфа обратимы: при переносе клеток в среду без этих факторов «клетки возвращаются в исходное состояние» (G.J. Todaro et al., 1981).

Авторы считают, что аутокринные механизмы потенциально очень опас ны для выживания организма, если они не находятся под жестким регулирова нием как только надобность в них отпадает. Эти гены были необходимы клет кам в раннем эмбриогенезе. Поздняя экспрессия их в нормальной клетке пре вращают ее в раковую клетку.

В заключение учные подчеркивают, что рак в будущем можно лечить:

репрессией этих генов или с помощью специфических веществ, тормозящих синтез и активность этих факторов роста и рецепторов к ним.

Однако, раковые клетки характеризуются не только неограниченным де лением, но и способностью к инвазии, т.е. свойством, которое не зависит от факторов роста.

Включение генов аутокринной регуляции деления в раковой клетке дела ет ее независимой от сигналов извне не только для размножения. Она становит ся способной жить в организме изолированно от других клеток, но среди них, т.е. становится самостоятельным одноклеточным организмом. Это клетка организм возникает в организме-хозяине и паразитирует на нм.

В нормальной клетке факторы роста и рецепторы к ним, G-белки, связан ные с мембраной клетки, белки-передатчики сигнала в цитоплазме, а в ядре клетки – транскрипционные белки, – это продукты нормальных генов экспрес сии. Их экспрессия находится под контролем генов-супрессоров, в частности, гена белка р53.

При отсутствии в клетке такого контроля в результате мутаций в гене супрессоре белка р53 или репрессии гена-супрессора Rb1 дерепрессия генов факторов роста и рецепторов к ним превращает нормальную клетку в раковую.

Но для клинической практики очень важен тот факт, что раковые клетки можно вернуть в исходное состояние, если перенести в среду без TGFs-альфа.

Концепция аутокринного механизма возникновения раковой клетки и его молекулярных причин открывает новые пути воздействий на раковые клетки.

Ликвидация раковых клеток может осуществляться двумя путями: 1) уничто жением клеток и 2) возвращением их в нормальное состояние, т.е. реверсией.

В настоящее время онкологи заняты удалением и уничтожением раковых клеток в организме пациента, но реверсия раковых клеток подтверждена во многих экспериментах.

Факторы роста и их рецепторы раковой клетки, G-белки, связанные с мембраной клетки, белки-передатчики сигнала в цитоплазме, белки транскрип ции в ядре клетки – это новые мишени для создания избирательно действую щих средств и лекарств против раковых клеток. Большой вклад в это внесли учные нашей страны и их материалы мы здесь цитируем – Н.Е. Кушлинский, Е.С. Герштейн (1996), С.А. Тюляндин (1999), Н.Е. Кушлинский (1999), Д.А.

Носов (2001).

1. В раковой клетке чрезмерная экспрессия рецептора факторов роста.

Например, рецептор эпидермального фактора роста – EGFR. Он продукт гена c-erbB1. За счет амплификации гена, т.е. избытка его иРНК, синтез рецеп тора чрезмерен.

Для подавления чрезмерной экспрессии рецептора, можно подавлять этот ген разными способами, например, интерферирующей РНК (РНКи) к иРНК этого гена. Можно избирательно связать белок-рецептор моноклональным ан тителом или синтезировать по его пространственной структуре избирательно действующее химическое соединение. Молекула этого соединения будет ком плементарна активным участкам молекулы-рецептора. В результате будет пре кращена передача сигнала к делению в раковой клетке, что затем может вести к регрессу рака.

2. Тирозинкиназа С. Она составляет цитоплазматическую часть белка рецептора для многих факторов роста – эпидермальный фактор роста (EGF) и TGFs-альфа, фактор роста эндотелия сосудов (VEGF-1) и другие. Присоединяя фосфатную группу, этот фермент становится активным и затем фосфорилирует молекулы-передатчики сигналов. Для подавления тирозинкиназы С уже синте зированы химические соединения, которые ингибируют фосфорилизацию е, что исключает сигнал от этого фермента к молекулам-передатчикам сигналов в раковой клетке.

3. Эпидермальный фактор роста (EGF) и трансформирующий фактор рос та (TGFs-aльфа). Они имеют общий рецептор на раковой клетке. Эти молекулы лиганды при связывании с рецептором на раковой клетке, вызывают е деле ние. В раковой клетке их синтез чрезмерен. Здесь могут быть два воздействия:

подавление синтеза и секреции факторов роста в раковой клетке и блокада свя зывания его с молекулой-рецептором на раковой клетке. Для этого создаются химические соединения. Но проще создать интерферирующую РНК к иРНК ге на фактора роста и/или то же к гену белка-рецептора этого фактора роста.

4. Белок гена семейства ras. Из-за мутации в этом гене белок Ras не спо собен терять фосфатную группу, поэтому постоянно активен, стимулируя рако вую клетку к делению.

Белок гена ras для выполнения своего действия должен прежде приобре сти необходимую для него пространственную структуру и прикрепиться к внутренней поверхности мембраны раковой клетки. Для этого ему требуется фермент – фарнезилтрансфераза. Без него белок гена ras не может присоеди нять к себе фосфатные группы, а значит передавать сигналы от белка-рецептора к ядру раковой клетки. Для подавления фермента создаются ингибиторы его, что будет тормозить пролиферацию раковой клетки.

5. Раковая клетка-мишень для лекарств и других средств. На раковой клетке имеются белки-рецепторы к эпидермальному фактору роста, к эмбрио нальному белку альфа-фетопротеину. На этой основе можно создать гибридный белок из этого фактора роста или альфа-фетопротеина, к нему химически при соединить молекулу цитотоксического препарата. При этом молекула белка служит средством адресной доставки, т.е. только в раковые клетки, не затраги вая здоровые клетки, и так уничтожать их.

Можно создать моноклональное антитело к р-гликопротеину – он на ра ковой клетке любого типа. Его химически соединить с цитотоксическим препа ратом и также адресно доставить в раковые клетки. Побочного эффекта у паци ента может не быть совсем или будет минимальным, так как на раковой клетке экспрессия р-гликопротеина намного больше, чем на нормальной клетке.

6. Внедрение нормальной копии гена белка р53 в раковые клетки.

При наличии мутаций в гене этого белка, в раковые клетки можно вво дить с помощью вирусного вектора, в том числе вируса Т4, нормальную копию гена р53. Это восстановит апоптоз в раковых клетках у пациента, что и унич тожит их.

Наличие мутаций в гене р53 – ценный маркер для ранней диагностики ра ковых клеток в организме пациента по анализу образца плазмы крови от него.

Итак, лекарства стандартной химиотерапии направлены для уничтожения всех раковых клеток в организме пациента. Но это не удается достичь, так как сами лекарства не могут отличить раковую клетку от нормальной клетки. Ми шенью для них является ДНК раковых клеток, она же оказывается мишенью в той же степени и для нормальных клеток.

Лекарства, действующие на факторы роста и молекулы – передатчики сигналов в раковых клетках, «больше подавляют пролиферацию раковых кле ток, но не убивают их». Но в отличие от химиотерапии, их действие избира тельное – на раковые клетки. Это новый метод, для которого необходимо выяв лять в раковой клетке от конкретного пациента генетические и биохимические «отклонения» (С.А. Тюляндин, 1999).

В разделе 3.2. мы рассматривали GPCR и G-белок в передаче сигналов в нормальной клетке.

Т. Кенакин (T. Kenakin, 2006) отмечает, что GPCR-рецепторы имеют еще одно свойство – «конститутивную активность». То есть «иногда они активиру ют G-белки без всякой видимой причины, т.е. в отсутствие лиганда».

Учный подчеркивает, что на раковых клетках «необычно много консти тутивных рецепторов» и предполагает, что с этим может быть связана «их спо собность к бесконтрольному делению». Такой «сбой в поведении раковой клет ки от конститутивных рецепторов не удатся устранить никакими известными сегодня лекарственными средствами» (Рис. 2).

Рис. 2. Конститутивный GPCR-рецептор в активной форме в отсутствие лиганда (рис. и цит. по: Т. Кенакин, 2006).

Для этого необходимы лекарства «совершенно иного действия, которые фиксировали бы конститутивные GPCR-рецепторы в неактивной конформа ции».

Автор предлагает для достижения этой цели ингибитор – обратный инги битор или агонист, который связывается с этим рецептором и инактивирует его, устраняя его контакт с G-белком, и прерывая этим сигнал (Рис. 3).

Рис. 3. Инактивация GPCR-рецептора и прерывание сигнала присоедине нием обратного агониста к рецептору (рис. и цит. по: Т. Кенакин, 2006).

Проф. Джон Дэйви, – факультет биологии Варвикского университета и компания «Септеген» (Англия) в 2003 г. разработали технологию быстрого ис пытания лекарств для лечения различных болезней, в том числе и рака.

Мишени этих лекарств – рецепторы, связанные с G-белками (GPCR), ко торые обеспечивают передачу сигналов между клетками в организме. Дефекты этих белков ведут ко многим болезням и к возникновению раковой клетки. Это причина того, что связанные с ними рецепторы стали той мишенью, на которую должны воздействовать новые лекарства.

Секвенирование генома человека дало специалистам информацию о функции нескольких сотен рецепторов, многие из которых могут стать мише нями лекарственного воздействия. Однако, говорит проф. Джон Дэйви, «знать, что эти мишени или цели существуют – это одно, а способность воздействовать на них – совсем другое».

Проф. Джон Дэйви разработал новый метод, который позволяет выявить возможное воздействие лекарств на эти рецепторы.

По технологии GPCR человека помещают в живую клетку простых дрожжей и наблюдают за действием лекарства. По мнению автора, новая тех нология позволяет «определять мельчайшие различия между рецепторами раз ных людей, что дает возможность выявить лекарства, наиболее эффективные для каждого пациента».

Глава 5. Клеточный цикл. Молекулы-регуляторы клеточного цикла открывают пути к диагностике и уничтожению раковых клеток В организме взрослого человека 51013 (В.Н.Сойфер, 1998) или 51014 (В.

Тарантул, 2003) клеток. Каждая клетка любого типа – это часть своей ткани и организма в целом.

Раковая клетка в организме человека – это уже не часть ткани и своего организма, а самостоятельная клетка, отделившаяся от них. Это клетка организм.

Деление клетки – это основное свойство и признак того, что она живая. В раковой клетке свойство деления нарушено, и она делится без конца.

Если в организме нормальная клетка того или иного типа делится для су ществования организма, то размножение раковой клетки – для его уничто жения.

То, что клетки размножаются путем деления, известно более 100 лет. Но почему клетка делится, оставалось не ясно до конца 70-х годов XX века.

Каждая клетка после деления делает выбор: либо она начинает синтез ДНК и в таком случае будет вновь делиться, либо она избирает путь к диффе ренцированной клетке и это означает, что она уже больше никогда не разделит ся. Молекулярные причины, регулирующие этот «выбор» долго оставались не выясненными, а это важно для понимания превращения ее в раковую клетку.

Период жизни клетки от одного деления до другого или от деления до е смерти – это клеточный цикл. Он состоит из интерфазы – вне деления, и самого деления клетки. Интерфаза – период, во время которого клетка растт и удваи вает все свои компоненты. Митоз – это процесс, в результате которого из одной клетки образуется две. Он из двух стадий: митоз – деление клеточного ядра, и цитокинез – деление клетки на две дочерние клетки.

В интерфазе различают три этапа или фазы: G1, S, G2, а в митозе четыре:

профаза, метафаза, анафаза и телофаза.

Этапы интерфазы 1. G1 фаза (от англ. gap 1, то есть интервал 1) – рост клетки и удвоение всех е компонентов.

2. S фаза (от synthesis) – синтез ДНК путем репликации, формирование копий каждой хромосомы;

удвоение центросомы.

3. G2 фаза (gap 2) – подготовка к митозу, продолжение роста клетки, синтез необходимых белков.

Этапы или фазы митоза M фаза (от. mitosis) – деление клетки на две дочерние. В митозе четыре фазы, им заканчивается клеточный цикл.

Профаза. Каждая хромосома – это пара хроматид, соединнных в месте центромеры. Центриоли расходятся к противоположным полюсам клетки. От каждой центриоли в виде лучей расходятся микротрубочки, многие из которых становятся фибриллами митотического веретена. В каждой хроматиде в обла сти центромеры имеется богатый белком участок – кинетохор – важный эле мент веретена. Кинетохоры в роли сцепления, которое позволяет взаимодей ствовать фибриллам веретена с хромосомами: как только к кинетохору присое диняется микротрубочка, хромосома начинает двигаться. Ядерная мембрана распадается и образуется веретено деления.

Метафаза. Хроматиды прикрепляются к фибриллам веретена кинетохо рами. Оказавшись связанными с обеими центросомами, хроматиды движутся к экватору веретена до тех пор, пока их центромеры не выстроятся по экватору веретена перпендикулярно его оси. Это позволяет хроматидам беспрепятствен но двигаться к соответствующим полюсам. Характерное для метафазы разме щение хромосом очень важно для сегрегации хромосом, т.е. расхождения сест ринских хроматид. Если отдельная хромосома «замешкается» в свом движе нии к экватору веретена, задерживается обычно и начало анафазы. Метафаза завершается разделением сестринских хроматид.

Анафаза. Каждая центромера расщепляется на две, нити веретена оття гивают дочерние центромеры к противоположным полюсам. Центромеры тянут за собой отделившиеся одна от другой хроматиды, которые теперь становятся независимыми хромосомами.

Телофаза. Хромосомы достигают полюсов клетки, деспирализуются, и их уже нельзя четко различить. Нити веретена разрушаются, а центриоли репли цируются. Вокруг хромосом на каждом из полюсов образуется ядерная оболоч ка. За телофазой может сразу следовать цитокинез – разделение всей клетки на две (Рис. 1). Каждая из дочерних клеток имеет идентичный набор хромосом.

После деления клеточный цикл завершается, и клетка переходит в фазу G1.

Длительность цикла определяется типом клетки. Обычно она составляет от 10 до 30 часов. Клетки в фазе G1 не всегда делятся, они могут выйти из цик ла и перейти на фазу покоя – G0 фаза.

Лишь после 1970-х годов было установлено, что прохождение клетки по всем фазам клеточного цикла строго регулируется. При движении по циклу в них появляются и исчезают, активируются и ингибируются регуляторные мо лекулы, которые обеспечивают: 1) прохождение клетки по определенной фазе клеточного цикла и 2) переход из одной фазы в другую. Причм прохождение по каждой фазе, а также переход из одной фазы в другую контролируется ра зличными ключевыми молекулами. Они регулируют клеточный цикл в орга низмах всех эукариотов – дрожжей, животных и человека.

Рис. 1. Схемы последовательных фаз митоза в эукариотической клетке (цит. и рис. по: Дж.Р. Макинтош, К.Л. Макдоланд (1989) с изменениями).

Теперь мы кратко изложим, что это за ключевые молекулы, и что они де лают в клетке. Ясно, что мы будем называть учных, которые открыли эти мо лекулы, и вклад каждого из них в эти знания. Пока мы скажем, что результаты их исследований очень важны для понимания любой болезни, а в онкологии могут произвести настоящую революцию как в диагностике рака, так и в изле чении от него.

Л. Хартуэлл (L. Hartwell) из США в 1970-1971 гг. впервые для изучения клеточного цикла применил генетические методы. Он первым для этого ис пользовал клетки пекарских дрожжей. Дрожжевая клетка – удобная модель для этого, так как: умеет размножаться, отвечать на сигналы внешней среды, осу ществлять «ремонт» генов при мутациях от влияния среды. Кроме того, клетки дрожжей имеют гены, родственные всем основным генам человека. Идея уч ного: изучение клеточного цикла и его регуляции в клетках дрожжей может помочь понять это в нормальной клетке человека, а затем и в раковой клетке.

В серии опытов Л. Хартуэлл выделил клетки дрожжей, в которых гены, управляющие циклом, были изменены. Так он выделил более 100 генов, участ вующих в управлении клеточным циклом – гены сдс (от англ. – гены цикла де ления клетки). Наиболее важным из них оказался ген сдс28 – «стартовый». Он управляет первым шагом в прохождении клеточного цикла через фазу G1.

Он изучал чувствительность клеток дрожжей к радиации. Оказалось, что ответом клетки на это – остановка клеточного цикла. Учный смог выделить гены, которые в этих опытах тормозили клеточный цикл клетки. Их оказалось много, он дал им имя – rad.

Белок таких генов «чувствует», что в ДНК клеток от облучения появи лись «разрывы» или неправильно спаренные основания. Другие белки этих ге нов проверяют состояние ДНК. Для этого они останавливают клеточный цикл, а ферменты репарации ДНК производят е «ремонт».

На основе этих результатов Хартуэлл ввел понятие «контрольной точки».

На этом этапе проверяется идентичность ДНК: если она повреждена, то цикл останавливается, чтобы дать время для исправления ДНК прежде, чем клетка перейдт в следующую фазу. Если исправление ДНК невозможно, клетка полу чает сигнал на апоптоз.

Теперь такая проверка осуществляется в нескольких точках клеточного цикла, получивших название сверочных точек – чекпоинтов (checkpoint). Эти точки расположены в концах G1, G2 и М фаз. В первой точке осуществляется проверка наличия повреждений ДНК, во второй наряду с повреждениями ДНК проверяется завершенность репликации, в третьей проверяется правильность расхождения хромосом в митозе.

П. Нерс (P.M. Nurse) продолжил начатые исследования клеточного цикла Хартуэллом. Он использовал клетки дрожжей другого типа. В середине 70-х гг.

открыл в клетках этих дрожжей ген сдс2. Он обнаружил, что этот ген играет ключевую функцию в управлении делением клетки – переход от G2 к М.

В 1987 г. он выделил такой же ген у человека, назвав его Сдк1, его про дукт белок – циклин-зависимая протеинкиназа. Теперь уже открыто целое се мейство белков Сдк. П. Нерс показал, что активизация Сдк зависит от обрати мого фосфорилирования.

Позже учный выяснил, что ген сдс2 имеет и более общую функцию, аналогичную той, что Хартуэлл открыл в «стартовом» гене клеток пекарских дрожжей, а именно – управление переходом цикла от G1 к S.

Учный также клонировал ген человека, отвечающей за переход клетки через фазу G1. В клетки дрожжей с дефектом гена сдс2 ввл человеческий ген сдс2. Результат: клетки начали размножаться и образовали колонию, т.е. чуже родный ген «спас» эти клетки. Этим впервые учный показал, что гены «не схожих организмов, как человек и дрожжи, взаимозаменяемы» (А.В. Баранова, 2000). Из этого следовал вывод, что законы жизни клетки, изучаемые на одно клеточных дрожжах, верны и для клеток человека».

Т. Хант (R.T. Hunt) из Англии в 80-х гг. обнаружил первую молекулу белка, который внезапно исчезал при каждом митозе и накапливался вновь только в интерфазе. Он назвал этот белок циклином, так как его концентрация изменяется периодически в соответствии с фазами клеточного цикла, в частно сти, падает перед началом деления клетки. Т. Хант обнаружил первый циклин в опытах над оплодотворенной яйцеклеткой морских ежей. Позднее циклины были найдены и в других живых существах. На этих клетках учный обнару жил, что периодическое снижение уровня этого белка является важным и об щим управляющим механизмом клеточного цикла. Оказалось, что циклины об разуют комплексы с Сдк, т.е. с протеинкиназами, запускающими процесс деле ния клетки. Без циклинов эти ферменты не способны работать – они неактивны.

Поэтому их называют циклин-зависимыми киназами (Цзк или Сдк).

Заслуга Т. Ханта состоит в том, что он показал периодический распад циклина В в клеточном цикле, первым клонировал ген циклина и нашл гомо логичные гены у других организмов.

Сдк являются главными регуляторами, влияющими на смену фаз в клето чном цикле.

В клетках млекопитающих существуют по меньшей мере шесть различ ных Сдк. Их обозначают как Сдк2–Сдк6 в порядке их открытия.

Сдк1 ассоциируется с циклинами А и В и участвуют в переходе G2-M.

Сдк2 может связываться с циклинами А, Е, Д2 и Д3, но не Д1, и является одной из основных киназ, регулирующих переход G1-S и прохождение через S фазу.

Сдк4 и Сдк6 участвуют в регуляции перехода G1-S. Они являются основ ными каталитическими партнрами, циклинов Д-типа, образуя с ними компле ксы, обладающие субстратной специфичностью для белка Rb.

Регуляция активности Сдк осуществляется за счт направленного из менения уровня определнных циклинов в определнные фазы клеточного ци кла. Кроме того, активность Сдк регулируется изменениями фосфорилирования их определнных аминокислотных остатков. В активной форме комплексы циклин-Сдк фосфорилируют регуляторные белки, контролирующие протекание данной фазы.

«Клеточным мотором деления» называет циклины их первооткрыватель – они управляют скоростью киназ. В настоящее время открыты 10 циклинов с разной ролью в клеточном цикле.

Открытия троих исследователей, соединнные вместе, дали биохимиче скую модель митоза, т.е. деления эукариотических клеток. Они открыли моле кулярные причины, регулирующие клеточный цикл.

Общее число молекул Сдк является постоянным в течение клеточного цикла, но их активность изменяется за счт регуляторной функции циклинов (Рис. 2).

Рис. 2. Фазы клеточного цикла эукариотической клетки. G1 – от конца митоза до начала синтеза ДНК;

S – синтез ДНК;

G2 – от конца синтеза ДНК до митоза;

М – митоз. В центре – белковый комплекс циклина с циклин-зависимой киназой, активность которой определяет ту или иную фазу (рис. и цит. по: А.В.

Баранова, 2000).

Жизнь организма эукариотов прямо зависит от четкости в клеточном цикле. Фазы должны следовать в правильном порядке, и предшествующая фаза должна быть завершена прежде, чем начнется следующая. За открытие ключе вых молекул контроля над делением клеток эти трое биологов в 2001 г. были награждены Нобелевской премией.

Открытия учных важны для понимания того, как осуществляется клето чный цикл в нормальной клетке того или иного типа и какие нарушения в нм превращают эту клетку в раковую.

В клетке одна группа генов ответственна за синтез циклинов, а другая – за синтез циклин-зависимых киназ (Сдк). Концентрация циклинов меняется в зависимости от стадии клеточного цикла. Клеточный цикл включают циклин зависимые киназы. Но они без циклина не способны работать, а только в ком плексе с ними.

В целом митоз регулируется двумя группами генов. Гены экспрессии включают фазы митоз, а гены-супрессоры ингибируют его в границах нормы для клетки данного типа.

Ген-супрессор р53. Его экспрессия повышается в клетке при изменениях структуры в е геноме. Он останавливает клеточный цикл для репарации ДНК.

Если репарация ДНК не удатся, тогда белок индуцирует в этой клетке апоптоз.

Репарация и остановка клеточного цикла защищают организм от репли кации и амплификации дефектных генов, а значит, от возникновения раковой клетки.

Потеря функций гена р53 из-за мутаций приводит к утрате контроля над клеточным циклом: клетка-мутант будет пролиферировать, несмотря на дефек ты в е генах (Рис. 3 и Рис. 4).

Открытие ключевых молекул, во власти которых находится регуляция деления клетки любого типа в организме, позволяет управлять клеточным цик лом. Дефекты в работе этих молекул приводят к изменениям в экспрессии ряда генов и к мутациям некоторых генов, что превращает нормальную клетку в ра ковую.

Рис. 3. Движение по клеточному циклу определяется последовательной активацией различных комплексов циклин – Cdk. Они – мишени действия ге нов экспрессии или генов-супрессоров (рис. и цит. по: Б.П. Копнин, 2000).

Рис. 4. Схема фаз клеточного цикла и реакции, защищающие геном (рис.

и цит. по: Ю.М. Васильев, 1997).

В «теле» гена р53 имеются одиночные CpG динуклеотиды. Нередко они подвергаются метилированию в клетке, что может привести к мутации гена при замене Г-Ц на А-Т, а клетка может превратиться в раковую.

Ген-супрессор Rb1. Он в клетке подвергается фосфорилированию, такая клетка может стать раковой. В нормальной клетке его белок связывает белки перехода клетки из фазы G1 в фазу S. Когда с помощью циклин D1-Cдк4 к его промотору присоединяются фосфатные группы, ген выключается и дефектная по геному клетка из фазы G1 переходит в фазу S.

Ген-супрессор белка p16 INK4а. Это ингибитор Сдк D и, тем самым, про хождение G1 фазы клеточного цикла.

При репрессии за счт метилирования его промотора или реже мутации в нм в разных типах клетки, такие клетки превращаются в раковые. Путь к это му: Сдк присоединяет фосфатные группы к промотору гена Rb1, высвобожда ется белок транскрипции E2F и клетка вступает в фазу S.

Возможными кандидатами на использование в качестве ингибитора про лиферации является белок p21, ингибирующий циклин-зависимые киназы всех типов, а также белок p27 KIP 1.

Открытие учными ключевых молекул клеточного цикла незаменимо в диагностике раковых клеток в организме пациента и для их уничтожения.

Повышение концентрации молекул Сдк и циклинов обнаруживается в ра ковых клетках разного типа. Это важно для диагностики раковых клеток и для лечения. Сдк и циклины станут новыми мишенями для лекарств-ингибиторов с целью избирательного уничтожения раковых клеток.

Таким образом, открытия учных становятся основой для разработки но вого пути уничтожения раковых клеток в организме пациента – воздействия на отдельные фазы клеточного цикла раковой клетки любого типа.

Значение открытий ключевых регуляторов клеточного цикла для изле чения от рака наши ведущие учные оценивают так.

Проф. Б.В. Копнин (2003): «В процессе деления клетки есть несколько этапов, каждый из которых контролируется особыми точками – чекпоинтами.

Если на одном из этапов в делении произошл какой-то сбой, клетке датся ко манда на самоуничтожение. Но раковая клетка тем и отличается, что у не этот механизм сломан. Клетки как бы глохнут, перестают слышать команды, и в результате опухоль растт бесконтрольно. Новые лауреаты внесли большой вклад в понимание этих механизмов.

Учные не только установили, что в процессе деления дублирование хро мосом может происходить не полностью или не в том порядке, что у материн ской клетки. Но и доказали, что раковые клетки часто содержат как раз не правильные хромосомы. Они определили и белки, которые отвечают за пра вильность и чткость деления клетки, их открыто уже около 10».

Акад. М. Давыдов (2001) – директор ОНЦ им. Н.Н. Блохина. «Работы Хартвелла, Нерса и Ханта имеют колоссальное значение для перспектив созда ния новых лекарственных средств, которые будут влиять конкретно на этапы клеточного цикла злокачественных новообразований. Открытие молекул, регу лирующих процесс развития живых организмов, позволяет работать над со зданием препаратов, которые способны действовать не только на сами клетки, но даже на отдельные звенья клеточного цикла. Это является современным ключевым подходом к развитию новой стратегии онкофармакологии. Однако не следует ждать немедленных практических результатов. Разработка препара тов – процесс длительный. Он проходит много стадий: сначала создание актив но действующего вещества, затем экспериментальная проверка его, наконец продолжительные испытания в клинических условиях. Потребуется не менее лет. И я не думаю, что это будет универсальное средство, с помощью которого можно будет лечить все злокачественные опухоли. Дело в том, что злокачест венных опухолей существует колоссальное количество, они разного происхож дения и по-разному себя ведут. Поэтому рассчитывать на какую-то панацею не приходится.

Нобелевскими лауреатами этого года открыт конкретный механизм, ко торый позволяет вмешиваться в определнные этапы клеточного цикла. Они открыли молекулы, которые регулируют процессы развития клеток в живых ор ганизмах. Это, по сути, может оказаться конкретным путм к познанию меха низма жизни клеток, что само по себе принципиально важно, но вовсе не дат гарантии создания в ближайшее время лекарств, действующих на опухоль».

Проф. Р.И. Якубовская (2001). «Сам цикл деления клетки уже описан и давно известен, ценность же открытия в том, что этот процесс можно контр олировать. Учным удалось определить, какая молекула регулирует этот цикл у дрожжей, растений, животных и людей, то есть во всех эукариотических орга низмах, в клетках которых есть ядро».

Открытие нобелевских лауреатов учные считают ключевым моментом в клеточной биологии. В первую очередь это необходимо для борьбы с раковыми клетками. «Очень важно знать, как делится раковая клетка, какие ключевые биохимические механизмы при этом работают, какие это влечт за собой по следствия, а также, какие молекулы участвуют в процессе».

«Сейчас многие учные уже проводят эксперименты, пытаясь остановить деление раковых клеток». Тот факт, что в своей работе нобелевские лауреаты использовали патогенетический подход к лечению рака, я считаю очень важ ным. Они пытались найти причины образования злокачественных опухолей на молекулярном уровне.

Сейчас учные считают одной из причин образования раковых клеток на рушения в структуре ДНК. Именно этот подход и использовали нобелевские лауреаты в свом исследовании.

Прогнозировать, в каком направлении дальше будут развиваться иссле дования, специалисты сейчас не могут. «Однако работа нобелевских лауреатов открыла перед медиками целый спектр направлений в области борьбы с ра ком».

В заключение приведм пример использования открытий Нобелевских лауреатов 2001 г. в эксперименте.

Ученые из Иллинойского университета США (2002) изучали «работу» ге на Сдк4. Когда его выключали, то нормальные клетки оставались устойчивыми к трансформации в раковые клетки даже, если их ген-супрессор белка р53 был поврежден «клетки благополучно старели».

Находка таких свойств гена привела ученых к идее уничтожения раковых клеток путем повреждения гена Cdk4 или его продукта.

В опытах на мышах, у которых этот ген был удалн, развития меланомы при обработке их кожи канцерогенами получить не удалось.

В новом опыте исследователи хотели уточнить причину ингибирования возникновения раковых клеток. В фибробластах мышей удалили Сдк4, а затем подвергли их раковой трансформации, повредив опухолевые гены-супрессоры – р53 и Ink4а. «Клетки постарели, не начав неконтролируемый процесс деле ния». Этим было доказано, что наличие гена Сдк4 обязательно для превраще ния клетки в раковую.

Дальнейшие исследования этой лаборатории будут «сфокусированы на разработке стратегии саботажа работы Сдк4 и его продукта у людей, страдаю щих от рака».

В печати имеется ряд экспериментальных работ по применению гена Ink4a для уничтожения раковых клеток разного типа.

Глава 6. Канцерогенез 6.1. Канцерогенез из стволовой клетки ткани: молекулярные причи ны Термин «канцерогенез» (от лат. carcinus – краб и genere – создавать) означает процесс превращения нормальной клетки в раковую клетку. Из не путм деления, т.е. «из самой себя», образуется потомство дочерних клеток, т.е.

рак.

В настоящее время термин «рак» ограничен теми опухолями, которые во зникают из эпителиальной раковой клетки, а все другие – из неэпителиальной клетки, обозначаются термином – «саркома».

Для понимания канцерогенеза необходимо знать его источник, т.е. какая клетка превращается в раковую клетку и молекулярные причины превращения клетки.

До сих пор считалось, что раковая клетка может возникнуть из незрелой клетки ткани, т.е. способной к делению.

Ю. Конгейм (J. Conheim, 1877) высказал гипотезу, что раковая клетка возникает из остатков в процессе эмбриогенеза человека эмбриональных клеток в тканях различных органов, но доказать не мог.

Акад. В.С. Репин (2001) пишет, что почти во всех тканях любого органа человека имеются эмбриональные стволовые клетки в виде «вкраплений». Та кие клетки называют региональными стволовыми клетками.

Стволовая клетка – это недифференцированная клетка и имеет необыч ные свойства:

- высокая способность к самообновлению или самоподдержанию;

- продолжительный период жизни, но способность к делению вс же ог раничена;

- низкая скорость деления и продолжительность цикла деления;

- обычно делится асимметрично: одна дочерняя клетка – остатся стволо вой клеткой, другая – дифференцированная клетка для замены погибших кле ток данной ткани;

- стволовые клетки в тканях живут не сами по себе, а в специальной мик росреде или нише из регуляторных клеток и обычно закреплены в ней молеку лами адгезии;

- ниша необходима стволовым клеткам для выживания и сохранения свойства «стволовости».

Внутри ниши передаются молекулы-сигналы от клеток стромы ниши к стволовым и их дочерним клеткам, остающимся в нише. Эти сигналы блокиру ют активность определенных генов в дочерних клетках и активируют в других, выходящих из зоны влияния микросреды.

Еще мало знаний о клетках, образующих ниши, и как они создают воз можности для нормальных стволовых клеток выполнять их функции. Очень мало известно о нишах раковых стволовых клеток.

Проблемы в нишах могут вести к болезням. Есть мнение, что из-за отсут ствия молекул адгезии стволовая клетка ниши может отделяться и превращать ся в раковую клетку, а образование ниш в тканях различных органов – место для метастазов раковых стволовых клеток.

Деление стволовой клетки в тканях организма – это регулируемый генами процесс.

Каждая клетка рака – это клетка-организм. До сих пор считалось, что клетки рака имеют одинаковые свойства. Поэтому цель излечения от рака – уничтожение всех его клеток.

В 50-60-х гг. ХХ в. начали появляться данные о том, что источником кан церогенеза является стволовая клетка ткани (Pierce G.B., Wallace C., 1971;

Pierce G.B., 1972).

Исследования стволовых клеток во многом помогло исследованию кан церогенеза, были выявлены молекулярные причины свойств нормальных ство ловых клеток и их потомков.

Оказалось, что асимметричное деление имеется и в раковой клетке любо го типа. Это в пользу того, что раковая клетка – это стволовая клетка.

Уже в начале 1980-х гг. были получены данные, что клетки одного и того же рака различаются по способности давать начало раку.

Джон Дик (Dick J. E., 1997) и его группа из университета Торонто прове ли опыты на мышах. Они инфицировали мышей кровью больных лейкозом.

Однако раком заболели лишь несколько животных, т.е. не все лейкозные клетки способны быть причиной болезни в новом организме. Из этого учные сделали вывод, что при лейкозе в организме имеется множество клеток, но лишь неко торые из них являются раковыми стволовыми клетками.

Они изолировали и описали эти клетки – их белки-антигены, по которым их можно идентифицировать.

При лейкозе среди клеток имеется множество «выродившихся», но все же дифференцированных клеток, которые непрерывно делятся, создавая основную массу клеток рака. Среди этих «работниц» имеется несколько «королев» – ра ковых стволовых клеток. Именно они – причины рака, из них в процессе деле ния образуются как дифференцированные клетки с коротким сроком жизни, так и раковые стволовые бессмертные клетки. При этом дифференцированные клетки при прививке их мышам – не вызывали рак, а стволовые клетки – вызы вали образование рака, т.е. они раковые стволовые клетки.

Как видно, разница в способности клеток рака при прививке животным вызвана раковой стволовой клеткой за счет е асимметричного деления. Коли чество раковых стволовых клеток при разном типе рака варьирует: например, среди тысячи клеток рака может быть лишь одна раковая стволовая клетка.

Последующие эксперименты других учных позволяют предположить, что раковые стволовые клетки являются причиной, если не всех типов раковой клетки, то многих.

Приведнные наблюдения привели к разработке канцерогенеза из стволо вой клетки данного типа – рака крови, а затем его обнаружили в некоторых ти пах клеток солидного рака.

М. Кларк (M. Clarke, 2003) и его группа из лаборатории Мичиганского университета сообщили первые данные о наличии раковых стволовых клеток в солидном раке молочной железы.

Учные начали с того, что пересадили самкам мышей с ослабленной им мунной системой клетки рака из опухоли, взятые у 9-ти пациенток с раком мо лочной железы. В итоге у всех мышей развились аналогичные опухоли.

Затем учные приготовили из раковых клеток суспензию и снова ввели е мышам. В суспензии содержались все типы клеток, обнаруженные в опухолях.

Мыши заражались каждый раз, когда им вводили 5000 или более клеток. Когда же количество клеток было сокращено до 1000, рак возникал только у четверти из подопытных мышей. М. Кларк сделал вывод, что при уменьшенной дозе инъекции количества клеток-возбудителей рака не хватает для возникновения рака.

Чтобы выявить клетки, вызывающие рак, учные рассортировали различ ные типы клеток, используя моноклональные антитела, которые связаны с раз личными типами белков на поверхности клеток. И делали мышам инъекции.

Оказалось, что многие типы клеток вообще не вызывают рак. Но рак постоянно возникал под воздействием всего лишь 200 клеток, характерным признаком ко торых были способность вырабатывать на поверхности белки CD44 и ESA – эмбриональные белки-антигены, а так же недостаток белка CD24.

«Небольшое количество клеток этого типа способно дать толчок для об разования рака, соизмеримый с воздействием 50000 несортированных клеток», – сказал М. Кларк.

Раки, вызванные этими редкими клетками, содержат полный набор кле ток, присущий ткани, в которой возник рак. В их числе и те, которые не спо собны вызвать образование нового рака. Значит, можно предположить, что, как и стволовые, клетки могут образовывать различные типы клеток.

Клетки-возбудители сходны с эпителиальными стволовыми клетками, ко торые также имеют на своей поверхности белки CD44 и ESA. «Это имеет ог ромное значение с точки зрения практического лечения, – подчеркивает М.

Кларк. – У нас есть надежда разработать способы борьбы с ними».

Таким образом, в образованных этими двумя сотнями клеток раках, при сутствовали все типы раковых клеток. Это означает, что те 200 клеток-убийц действуют примерно так же, как и стволовые клетки здорового организма, спо собные создавать ткани любых типов. По словам проф. М. Кларка, по своим признакам они напоминали эпителиальные стволовые клетки.

Джеймс Троско (J.E. Trosco, 2005) из Мичиганского университета пишет, что раковая клетка может возникать из двух источников: 1) из стволовой клетки ткани и 2) из любой специализированной, т.е. дифференцированной клетки ткани. Проблема второго источника в том, что для того, чтобы дифференциро ванная клетка стала раковой, она должна сначала вернуться в «стволовое» со стояние.

Ген oct-4 является геном-регулятором, т.е. через свой белок Oct-4 выпол няет контроль экспрессии других генов для поддержания «стволовости» ство ловой клетки ткани. В нормальной соматической клетке ткани у взрослого че ловека этот ген выключен.

Учные во главе Джеймс Троско открыли, что экспрессия этого гена во взрослой стволовой клетке превращает е в раковую клетку. Клетка, в которой не было экспрессии этого гена, не могла снова стать взрослой стволовой клет кой и трансформироваться в раковую клетку. Теперь ген oct-4 и его белок Oct- являются маркерами для идентификации раковой стволовой клетки.

Авторы видят применение своего открытия так: «зная, как остановить экспрессию этого гена в раковой стволовой клетке или даже в ее клетке предшественнице, мы можем добиться потрясающих результатов в лечении и даже предотвращении возникновения раковой клетки».

Использование гена oct-4 и его белка Oct-4 в качестве мишеней для новых химических агентов и других препаратов «может быть крайне полезным против рака». «Это особенно важно в свете открытий того, что среди миллиардов нера ковых клеток есть несколько стволовых раковых клеток, и именно они не под даются лечению против рака», – сказал Джеймс Троско. Другими словами, су ществующие методы лечения рака направлены не на те раковые клетки.

То есть мишенью для лекарств и других средств должны быть только ра ковые стволовые клетки, а дефектные нераковые клетки в опухоли, составляю щие основную массу клеток, как неопасные и с конечным сроком жизни, будут погибать сами собой через апоптоз.

Так в раке молочной железы был доказан канцерогенез из стволовой клетки, как и в раке крови. Вскоре были получены такие же данные в других типах солидного рака – рак нервной ткани, мозга, предстательной железы, ме ланома.

М. Кларк и М. Бекер (M.F. Clarke, M.W. Becker, 2006) пишут, что раковые стволовые клетки, по-видимому, «появляются в результате сбоя в регуляторной системе поврежденных стволовых клеток или их прямых потомков».

Внешние сигналы из клеток ниш держат под контролем, как нормальные стволовые клетки, так и раковые стволовые клетки.

1. Если культивировать нормальные стволовые клетки в среде, где отсут ствуют сигналы, сдерживающие их специализацию, то «они очень быстро про лиферируют и дифференцируются».

2. Если раковые стволовые клетки трансплантируют в новую нишу, «они не инициируют образование рака».

Эти опыты демонстрирует, насколько важно для стволовых клеток их микроокружение, т.е. ниша без которого они не могут сохранять свои «стволо вые» свойства.

Исходя из этого, некоторые учные предполагают, что ниша может быть мишенью для воздействия лекарствами на раковые стволовые клетки. Ниши могут стать «ведущим путем к новой терапии, ограничивающей потенциал ра ковых клеток».

Итак, гипотеза канцерогенеза Ю. Конгейма (1877) проверена учными лишь теперь и подтверждена: стволовая клетка ткани – истинный источник канцерогенеза. Теперь остается выяснить молекулярные причины канцерогене за.

Р. Холлидей (R. Holliday, 1979) обнаружил, что «несмотря на существо вание множества канцерогенов и мутагенов, нет прямого доказательства, что фенотип раковой клетки является результатом мутаций». В опытах по транс плантации он доказал, что причиной превращения нормальной клетки в рако вую клетку являются эпигенетические изменения в е генах.

Автор разработал концепцию канцерогенеза на основе метилирования и деметилирования промотора генов, создающих все свойства раковой клетки.

Это истинные, за редким исключением, причины всех свойств раковой клетки и их обозначают терминами: «эпигенетические изменения» или «эпимутации».

«Эпи» в слове «эпимутация» от латинского «над», означает, что при этом структура последовательности оснований гена не затрагивается.

При мутации гена изменяется его структура, что в принципе является не обратимым процессом. В таком случае реверсия, т.е. возврат свойств раковой клетки к нормальным свойствам клетки, невозможна.

При эпимутации присоединение метильной группы -СН3 к промотору ге на выключает ген, – репрессия, при удалении метильной группы -СН3, ген включается, – дерепрессия. При этом реверсия свойств раковой клетки возмож на (В.Л. Карпов, 2003).

А.С. Браун (1965) подтвердил концепцию эпимутации на раковых клетках растений и раковых клетках животных.

Для канцерогенеза необходимы: дерепрессия «молчащих» в нормальной клетке генов и одновременно репрессия в ней генов-супрессоров. Первый тип генов – это гены фетальных белков, создающие все свойства раковой клетки.

Второй тип генов – это гены, которые своим продуктом – белками препятству ют возникновению раковой клетки.

Переключение генов осуществляется присоединением метильной группы:

-СН3 к цитозину – одному из четырех оснований. ДНК;

местами метилирования являются дуплеты цитозин – гуанин.

В «работе» гена следует различать: саму «работу» – это транскрипция иРНК на одной из цепей ДНК, и проявление этой работы – экспрессию гена.

Она выражается в трансляции, т.е. синтезе белка в рибосомах.

При метилировании дуплета CpG (цитозин – гуанин) ген будет инактиви рован, т.е. репрессирован. Причины: метильные группы препятствуют связыва нию фактора транскрипции с промотором гена или присоединяется белок репрессор к нему.

Присоединение метильных групп к промотору гена осуществляет фер мент метилтрансфераза, а удаляет их другой фермент – деметилаза. Это опре деляет судьбу гена: быть ему включнным или выключенным в клетке.

Модификация промотора гена метильной группой сохраняется при деле нии клетки и передается е дочерним клеткам.

В канцерогенезе за счет эпимутации участвует ряд генов, ниже мы кратко характеризуем некоторые из таких генов по материалам статьи А.В. Лихтен штейн, Н.П. Киселевой (2001) и работ других авторов.

1. Ген метилтрансферазы 1. Повышенная экспрессия этого гена ведет к избытку его продукта, что вызывает канцерогенез. Ген и его фермент – марке ры раковой клетки.

2. Ген wnt и его белок Wnt. Этот белок блокирует синтез веществ, кото рые связывают стволовую клетку с клетками е ниши в ткани. Дело в том, что адгезия к другим клеткам – необходимое условие для асимметричного деления стволовой клетки.

Исследователи считают, что именно нарушение адгезии и как следствие неспособность адекватно взаимодействовать с клетками ниши может вести к раковому перерождению стволовой клетки.

3. Ген E-cadherin и его белок-рецептор в мембране клетки. Они сохраняют межклеточные контакты. Эти белки-рецепторы регулируют деление и мигра цию клеток, а их потеря или нарушение функции связаны со способностью ра ковой клетки к инвазии и метастазированию.

Связь кадгерина с раковой клеткой носит причинный характер: когда вос станавливается образование кадгерина, деление раковой клетки прекращается, е фенотип нормализуется. Отсюда: увеличение уровня экспрессии E-кадгерина должно предотвращать инвазию раковых клеток и вернт их в нормальное со стояние.

Репрессия гена имеется в разных типах раковой клетки за счет метилиро вания CpG-островков в его промоторе (M. Takeichi, 1993;

W. Birchmeier, J.Behrens, 1994;

A.K. Perl et al., 1998).

4. Ген-супрессор wt53. Это «хранитель генома» от дефектов генов в клет ке. В «теле» гена имеются отдельные метилированные CpG- динуклеотиды, за счет которых могут возникать мутации заменой пары G – C на А – Т.

5. Ген Hic-1. Это ген-супрессор, продукт его – белок транскрипции. Эпи генетические изменения его за счт метилирования CpG-островков встречается в разных типах раковой клетки.

6. Ген WWOX. Это ген-супрессор, уничтожающий клетки с дефектами в геноме. Открыт в 2005 г. проф. Kay Huebner в университете Огайо. Ген выклю чается метилированием его промотора в раковых клетках разного типа. Восста новление даже его одного «вызывает цепную реакцию апоптоза раковых кле ток. Именно торможение активности WWOX метилированием считается важ нейшей причиной возникновения раковой клетки разного типа». «Для восста новления функций выключенного гена WWOX необходимо создать деметили рующее лекарство, над этим и работают сейчас учные».

7. Ген Ink4a играет ключевую роль в защите организма человека от рако вых клеток. Его белок – p16-Ink4a препятствует старым стволовым клеткам воспроизводить себя, когда они накопили много генетических дефектов и мно го белка. При отсутствии этого гена стволовые клетки обретают исключитель ную способность к размножению и превращаются в раковые клетки, – доказано учными.

8. Ген-супрессор PTEN – управляет ферментом, стимулирующим деление клеток, и отвечает также за деление и выживание стволовых клеток. Он подав ляет раковые клетки всех типов, но в них «отсутствует или выключен».

Итак, мы знаем истинную причину рака – раковую стволовую клетку, е свойства и их молекулярные причины. Из этого вытекают важные следствия.

В диагностике рака – выявлять только раковую стволовую клетку и е по томки по генам-маркерам и белкам-маркерам е свойств.

В излечении рака – достаточно уничтожить только раковые стволовые клетки, а остальные – нераковые клетки рака, погибнут сами собой через апоп тоз. Но, если в процессе лечения пациента останется где-то даже одна раковая стволовая клетка, то рецидива рака в этом месте «не избежать».

Раковая стволовая клетка возникает в результате эпигенетических изме нений в клетке. Поэтому е можно не только уничтожать, но и подвергать ре версии. Но это лишь начинает «входить» в клиническую практику.

Как видно, знания того, что раковая клетка – это стволовая клетка, дает онкологу принципиально новые возможности не только в диагностике раковых клеток, но и в излечении от рака.

R.K. Busch (1976) отмечал, что канцерогенез начинается вследствие дере прессии фетальных генов, детерминирующих деление и инвазию эмбриональ ной клетки. «Отсутствие ингибиторов этих генов, продуцируемых только эм бриональными клетками», создает болезнь – рак.

Я.Г. Эренпрейс (1982) подчеркивал, что раковая клетка – «это эмбрио нальная клетка, лишнная возможности участия в нормальном эмбриогенезе».

Так как эмбриональные свойства в организме взрослого передаются не эмбриональным клеткам, «последние лишены возможности участия в эмбрио генезе, то эмбриональные свойства манифестируются как рак». Из-за несоот ветствия между эмбриональными свойствами клеток и неэмбриональными ус ловиями их существования, делает клетки раковыми.

Из этого автор делает для онкологов вывод, что «устранение этого несо ответствия, например, путем введения раковых клеток в эмбрион, лишает кле ток злокачественного фенотипа». Но из этого напрашивается другой важный для клинической практики вывод: введение в организм, страдающего от рака, эмбриональных клеток, так же должно лишать раковые клетки злокачественно го фенотипа.

Теперь оба пути ликвидации раковых клеток подтверждены, как в экспе риментах на животных, так и частично в клинической практике. Широкое вне дрение этого метода в клиническую практику для излечения пациента от рака – вопрос только времени. Это естественный и верный подход не только для изле чения уже рака, при том любого типа, но и для предотвращения рака, когда ре гистрируется у пациента явная угроза его.

Первые сообщения о попытках лечения от рака эмбриональными суб станциями – гомогенаты и экстракты из эмбриональных тканей появились в 30 х годах ХХ века.

Fichera G. (1932) и др. заметили, как от введения пациентам, страдающих от рака, гомогенатов эмбриональных органов замедлялся рост рака и в некото рых случаях его рассасывание. Когда же они применили экстракты из тканей этих органов, «увидели, что действие экстрактов не менее эффективно».

По мнению учных, такой эффект лечения рака вызывают «факторы», ко торые вырабатываются тканями эмбриона и плацентой. Уже в то время дела лись попытки использования эмбриональных экстрактов в качестве вакцин. То гда впервые было показано, что введение крысам эмбриональной ткани за 2- недели до прививки им саркомы Иенсена, приводит к отторжению раковых клеток.

В настоящее время во многих странах мира для лечения рака делаются попытки применения препаратов из эмбриональных тканей. Для приготовления препаратов бертся материал от абортов человека и из плаценты. Выделяют так же отдельные белки альфа-фетопротеин и другие для изготовления лекарств, препаратов для диагностики.

Проф. Джон Итон (J. Eaton, 2006) и его группа из США уже протестиро вали на мышах два типа вакцин, приготовленных из эмбриональных стволовых клеток, полученных из мышиных бластоцист. Учные показали, что вакцинация эмбриональными стволовыми клетками предотвращает возникновение рака легких у животных, которым вводят клетки рака лгких или воздействуют кан церогенными веществами. Материалы исследований ими доложены на между народном онкологическом симпозиуме в Праге (2006).

6.2. Что такое предрак?

Кто автор термина «предрак», до сих пор неизвестно. Разные авторы на зывают разные фамилии изобретателя этого термина. По мнению Т. Венкеи и Я. Шугар (1962), впервые он встречается в работе дерматолога В. Дюбрейля (1896).

До сих пор также неясно, что такое предрак. По смыслу и значению пред рак должен отвечать двум критериям: всегда предшествовать раку и превра щаться в рак неизбежно, т.е. во всех случаях. Иначе это не предрак.

Если предрак соответствует этим двум критериям, то его значение понят но всякому: диагностика предрака и его ликвидация должны предотвращать рак. Это единственный путь уменьшения числа больных раком. В настоящее время это крайне необходимо, т.к. стандартные методы лечения рака – хирур гический, лучевой и лекарственный – позволяют удалить и уничтожить лишь часть раковых клеток, но не все, т.е. продлить жизнь пациента.

Согласно теории Р. Вирхова, в основе любой болезни лежит патология клетки или клеток. Клетка – наименьшая единица жизни, подвержена заболева ниям. Отсюда не будет ошибкой, если употреблять выражение «больная клет ка».

Рак в широком смысле – это популяция злокачественных клеток из любой ткани, клетки которой обладают зловещими свойствами – инвазии и метастази рования. Процесс образования рака в виде схемы можно представить так1:

По такой же схеме образуется незлокачественная опухоль.

Нормальная Раковая Рак (клон или популяция «клетка-мишень»1 клетка раковых клеток) Из схемы видно, что рак – это конечный результат болезни клетки мишени. Но сам рак возникает из раковой клетки вследствие е неограниченно го деления. Из схемы следует также, что если есть предрак, то его место долж но быть между клеткой-мишенью и раковой клеткой. То, что может быть на этом месте, и должно быть предраком. Назовем это пока «кое-что», о чм узна ем из последующего изложения.

Ещ Аристотель писал: «Чтобы познать какую-либо вещь, нужно знать е возникновение и развитие». Для нас это означает выяснение того, как нормаль ная клетка-мишень превращается в раковую клетку, т.е. нам необходимо обра титься к канцерогенезу. Однако прежде следует привести некоторые сведения о клетке и е свойствах.

Жизнь клетки и е свойства определяются генотипом. Каждый ген через свой продукт – белок, создат какое-то свойство клетки. Все свойства клетки – это е фенотип. Генотип клетки нарушается от воздействия на клетку канцеро гена – химического, физического или биологического – вирус. В таком случае изменяется и фенотип клетки: изменяются или исчезают прежние свойства, по являются новые. Свойства раковых клеток: способность к инвазии и метастази рованию – главные причины трудностей для излечения от рака. Таким образом, клетка-мишень может стать опухолевой лишь после воздействия на е генотип канцерогена.

В настоящее время выяснено, что генетическими нарушениями, в резуль тате которых клетка-мишень превращается в раковую клетку, могут быть: 1) дерепрессия в ней ряда фетальных генов – эпимутации и 2) изменения в генах супрессорах, репарации ДНК, в генах клеточного цикла, апоптоза и иммунного ответа в клетке – эпимутации и мутации.

Хотя картина генных причин ещ неполная, но уже сейчас имеющиеся знания могут быть использованы в практике.

«Клетка-мишень» – это клетка ткани, подвергшаяся воздействию канцерогена.

Основным методом для выявления эпимутаций в клетке является метил специфическая полимеразная цепная реакция (МС–ПЦР), для выявления мута ций полимеразная цепная реакция методом молекулярных колоний (ПЦР– ММК). Такие методы позволяют выявить раковой клетки по изменениям в их генах в материале биопсии, а также в образцах из биологических жидкостей от пациента – плазма крови и др.

Канцерогенез – это процесс превращения нормальной клетки в опухоле вую. В него могут вовлекаться только незрелые клетки ткани и чаще тогда, ко гда они находятся в стадии деления. Есть два пути канцерогенеза: 1) «де ново» – из клетки-мишени нормальной ткани и 2) «на почве» («на фоне») – из клетки мишени, измененной тем или иным воздействием ткани;

в измененной ткани больше пул делящихся клеток, чем в нормальной ткани.

В эксперименте доказано, что канцерогенез в ткани любого органа состо ит из двух стадий: 1-я – инициации и 2-я – промоции. Эти стадии вначале были открыты И. Бирнблумом (1947, 1956), Г.П. Руш, Б.Е. Клайн (1950) и др. на коже мышей, а затем подтверждены на различных тканях других органов и других животных.

Схема двухстадийной концепции канцерогенеза (J. Berenblum, P. Shubik, 1947) 1.

Стадия инициации Стадия промоции Различимая «Дремлющие» Пролифера ДНК опухоль опухолевые ция «дремлю «клетки- (злокачествен клетки щих» опухоле мишени» ная, незлокаче (пренеоплазия) вых клеток ственная) Канцероген или его метаболит Примечания:

1) для индукции опухоли необходимо соблюдение последовательности воздействий – канцероген, затем промотор;

Эти стадии имеют место при любом типе канцерогенеза. По ним возникает и незло качественная опухолевая клетка.

2) инициация обратима и может осуществляться в считанные часы или дни;

3) промоция обратима, но требует длительного и повторного воздействия агента;

4) позднее при исследовании на генетическом уровне было показано включение различных генов на стадиях канцерогенеза (H. Land, I.F. Parada, R.A.

Weinberg, 1983).

Концепция канцерогенеза будет более понятной из примера опыта на жи вотных.

Опыт на коже мышей. Однократно смазывают участок кожи подпорого вой, т.е. минимальной дозой канцерогена, которая сама по себе не приводит к возникновению опухоли. Через некоторое время – от недели до нескольких ме сяцев, это же место на коже начинают смазывать не канцерогенным веществом – кротоновым маслом, которое также само по себе не вызывает рака. Это сма зывание производят в течение определенного минимального периода, равного нескольким неделям. В результате на коже образуются множественные папил ломы и рак.

Примечания:

1) в опыте в качестве промотора применено кротоновое масло – неспеци фический раздражитель, вызывая раздражение ткани, приводит к выраженной пролиферации клеток этой ткани;

2) если в качестве промотора применяется канцероген, то опухоли возни кают в более ранние сроки, чем от неспецифического раздражителя.

Стадия инициации вызывается только специфическим раздражителем, т.е. канцерогеном, поэтому его называют инициатором. Период времени от первого воздействия канцерогена на ткань до появления видимой глазом опу холи называется латентным. Стадия промоции может быть вызвана как канце рогеном – его неспецифической частью свойств, так и различными неспецифи ческими раздражителями. Раздражитель, вызывающий стадию промоции, назы вается промотором. Роль промотора двоякая: усиление пролиферации «дрем лющих» опухолевых клеток или усиление пролиферации незрелых клеток ис ходной ткани.

В 1-й стадии воздействие канцерогена вызывает в клетке-мишени нару шения генотипа, т.е. опухолевый генотип, а затем и опухолевый фенотип, т.е.

клетка становится опухолевой. Она осуществляет не менее одного цикла деле ния, и эти клетки остаются в ткани в таком состоянии – как бы «дремлют»;

для их активации необходимо воздействие промотора. На этом канцерогенез закан чивается. Это стадия «дремлющих» опухолевых клеток.

Во 2-й стадии лишь под воздействием промотора, даже не канцерогенно го характера, например, кротонового масла, происходит активация «дремлю щих» опухолевых клеток и их пролифереция, ведущая к образованию видимой глазом опухоли. Из этих данных И. Бирнблум сделал вывод, что «дремлющие» опухолевые клетки являются предраком.

Однако позднее рядом авторов (В.В. Худолей, 1985;

Я.Г. Эренпрейс, 1986-1987;

И.Ф. Сейц, 1986) в сущность стадий были внесены дополнения:

клетка-мишень не сразу становится опухолевой. В 1-й стадии в клетке под воз действием канцерогена возникают эпигенетические изменения – опухолевый генотип. Это состояние сохраняется после прекращения действия канцерогена, но изменение признаков инициации возможно, клетка ещ сохраняет нормаль ный фенотип, т.е. это предраковая клетка. Она не менее одного раза делится, и образовавшиеся клетки остаются до того момента, пока на них не подействует промотор. Это стадия инициированных клеток (Я.Г. Эренпрейс, 1986).

Во 2-й стадии под воздействием промотора инициированные клетки, т.е.

предраковые, приобретают опухолевый фенотип, т.е. превращаются в раковые клетки. На этом канцерогенез заканчивается. После этого раковые клетки неог раниченно делятся, образуя опухоль. При числе клеток 108-109 в опухоли она различается невооруженным глазом.

Из анализа сущности стадий следует, что в 1-й стадии клетка-мишень вначале становится предраковой, а во 2-й стадии – стадии промоции, приобре тая опухолевый фенотип, превращается в раковую. Итак, «кое-что» – это ини циированная клетка или клетки в ткани, т.е. предрак (1-я стадия – стадия ини циированных клеток). В связи с этим в схему образования рака между «клет кой-мишенью» и раковой клеткой необходимо добавить недостающий этап – этап предраковой клетки:

Нормальная Рак (клон или Предраковая Раковая «клетка- популяция раковых клетка(-и) клетка(-и) мишень» клеток) Оценка опытов на мышах И. Бирнблумом (1947, 1956) проводилась по конечному результату, т.е. по образованию рака. Отсюда логично вытекал вы вод: предрак – это «дремлющая» опухолевая клетка.

Однако, в опытах:

1) не изучалось состояние клеток в промежутке между однократным сма зыванием кожи канцерогеном и действием промотора. Это причина того, что этап предраковой клетки оказался незамеченным;

2) предраковая клетка имеет опухолевый генотип, но нормальный фено тип. Поэтому морфологическими методами е нельзя отличить от нормальной клетки ткани. Для этого необходима ПЦР – метод, который был разработан лишь в 1983 г.

Отсюда следует, что предрак сегодня – это предраковая клетка, а опреде ление: предрак – это «дремлющая» опухолевая клетка, теперь не точно.

Таким образом, за столь длительный период времени – от предложения термина «предрак» по настоящее время, многие учные пытались выяснить, что же такое предрак, но достичь этой цели им так и не удалось. Главная причина в том, что предрак искали в отрыве от канцерогенеза. В основе такого подхода лежал принцип: если в каком-либо местном изменении ткани, например, лейко плакия, возникает рак, то такое изменение и есть предрак. На этом и с учетом степени атипии клеток ткани – А, В, С (Т. Венкеи и Я. Шугар, 1962) созданы классификации «предраковых заболеваний» – кожи, слизистой оболочки и красной каймы губ проф. А.Л. Машкиллейсоном (1970) и «Комитетом по изу чению опухолей головы и шеи» (1977), а также другими авторами. Но это оши бочный подход.

В настоящее время всякое местное изменение ткани не считают предра ковым заболеванием и обозначают его термином «фоновый процесс».

В онкологии пока существуют два критерия предрака: очаг дисплазии III степени, возникающий в каком-либо участке фонового процесса и выявляемый морфологическими методами, и предраковая клетка. Но дисплазия III степени по некоторым признакам не отвечает критериям предрака. Это ясно из характе ристик дисплазии:

- она трактуется по-разному – очаг незрелых клеток или очаг незрелых клеток с атипией клеток и структуры ткани;

- по морфологии – это самое близкое к раку изменение клеток и нередко дисплазия III степени превращается в рак;

- обнаруживается она в ткани морфологическими методами, но ими нель зя определить генотип е клеток;

- в каждом конкретном случае е судьба неизвестна: превращение в рак или регресс;

- очаг дисплазии III степени в качестве предрака рекомендуют использо вать для любой ткани. Возникает вопрос: если очаг дисплазии III степени – это предрак, тогда почему никто не говорит, что е клетки – предраковые?

Н.А. Краевский и соавторы (1993) пишут: «Патологоанатом видит под микроскопом или нормальную клетку, или клетку опухоли, а при картине, ко торую считают предраком, он не имеет четырх морфологических данных для выяснения его подлинной сущности». Каков генотип клеток дисплазии III сте пени – пока не ясно. Для этого клетки дисплазии необходимо исследовать с по мощью ПЦР–ММК и МС–ПЦР методами. Ясно, что без опухолевого генотипа клеток очага дисплазии III степени е нельзя считать предраком.

Новый подход к ответу на вопрос, что такое предрак, возник с открытием стадий канцерогенеза. Из анализа стадий, предрак – это инициированная клетка в той или иной ткани. Его характеристики отвечают тем двум критериям пред рака, о которых мы сказали в начале этого раздела.

В этапах канцерогенеза участвует не ткань, а только клетка этой ткани.

Если она имеет опухолевый генотип, но нормальный фенотип, – это предрако вая клетка. Важно и то, что в любой ткани предрак – это предраковая клетка данного типа клетки. Отсюда: есть предрак, но нет предраковых заболеваний.

(А.И. Рукавишников, 1994, 1999).

О связи предрака с 1-й стадией – стадией инициации, раньше нас сказал проф. В.М. Дильман (1986). Он подчркивал: 1) «наличие стадии инициации можно трактовать как состояние биологического предрака, так как в этот пери од клетка уже генетически отличается от нормальной, но ещ не является рако вой»;

2) «…после действия инициирующего агента на клетку, она уже не явля ется нормальной, так как фаза инициации, по-преимуществу, необратима. Но эта клетка не является и злокачественной, поскольку вне промоции опухолевый процесс не проявляется. Следовательно, клетка, претерпевшая изменения под влиянием инициирующего агента, уже является предраковой» (цит. по: И.Ф.

Сейц, 1986).

Итак, предраковая клетка имеет дефектный генотип, но нормальный фе нотип. В норме в организме такая клетка должна уничтожаться апоптозом, т.е.

самоубийством, как дефектная, и клетками иммунной системы, как чужеродная.

Акад. В.П. Скулачв (2002) об этом пишет так: «Предраковые клетки уничтожают сами себя с помощью апоптоза. В половине случаев рак появляет ся тогда, когда ломается ген wt53, кодирующий белок р53, который следит за поломками ДНК. При их обнаружении он посылает предраковой клетке с измененным генетическим материалом сигнал покончить жизнь самоубийст вом».

Иммунные клетки организма – цитотоксические Т-лимфоциты «распо знают и уничтожают чужеродные предраковые клетки». «Но если вдруг изме нения в генетическом аппарате клетки зашли слишком далеко и происходит сбой в иммунной системе, предраковая «клетка перерождается в раковую клет ку».

Очаг предраковых клеток в ткани в условиях эксперимента (1-я стадия инициации) сходен с очагом дисплазии III степени, выявляемым морфологиче скими методами в ткани от пациента. И тот, и другой в самом начале процесса представляет небольшую группу или узелок из клеток в ткани размером 1-2 мм в диаметре. Заманчиво выяснить, не окажутся ли они идентичными по генотипу и фенотипу своих клеток. Такое предположение можно проверить с помощью ПЦР–ММК и МС–ПЦР в таких клетках материала биопсии из подозрительных мест в области фонового процесса. В случае совпадения генотипов и фенотипов их клеток можно сделать вывод: предрак в эксперименте есть то же, что очаг дисплазии III степени из предраковых клеток, но в условиях макроорганизма.

Пока мы не встретили работ, в которых бы клетки дисплазии III степени из фо нового процесса от пациента, были проверены методами ПЦР–ММК и МС– ПЦР.

А.В. Лихтенштейн, Г.И. Потапова (2005) пишут, что «устоявшаяся к на стоящему времени практика выявления и уничтожения уже существующего ра ка – это момент, когда битва в значительной степени проиграна. С этой точки зрения, значительно, более благодарной мишенью для терапевтических воздей ствий является предшествующий раку массив мутантных клеток, не обладаю щих ещ всеми свойствами злокачественности». Такие мутантные клетки – не что иное, как предраковые клетки, – Прим. – А.Р.

В онкологии до сих пор используются термины: облигатный и факульта тивный предрак. Они вошли в монографии и во все учебники, в которых есть раздел онкологии.

При этом под предраком понимают измененную ткань в целом, а не очаг дисплазии Ш степени и не предраковую клетку в ткани. Термин «облигатный» означает, что эта измененная ткань во всех случаях превращается в рак, а «фа культативный» – не всегда. Эти представления о предраке, а также и термины его обозначающие, не соответствуют уровню знаний о предраке и поэтому должны быть исключены из медицинской литературы.

Поиск предраковой клетки и рака в подозрительных местах в области фо нового процесса проводится на материале фрагмента ткани из этих мест, взято го при биопсии. Любой фоновый процесс на коже или слизистой оболочке, или в других местах тела и предраковая клетка в ткани – это онкопатология, и такой пациент относится к 1б клинической группе диспансерного наблюдения у вра ча-онколога.

На наш взгляд, для пациентов с фоновым процессом и предраком в каж дом крупном городе должен быть организован предраковый центр. В таком центре, должны быть организованы: ПЦР-лаборатория, лаборатория культуры клеток, лаборатория стволовых клеток и др.

При наличии предракового центра вклад врача-стоматолога или врача другого профиля поликлиник в отношении пациентов с фоновым процессом и предраком, будет сведн к решению двух задач: 1) диагностировать клиниче скими методами фоновый процесс у пациента и направить его в предраковый центр. В отсутствие предракового центра, пациента необходимо направлять к специалисту в онкологический диспансер. В нм врачом-онкологом будет сде лана биопсия из подозрительных мест в области фонового процесса и материал исследован морфологическими методами, а в будущем ПЦР–ММК и МС–ПЦР методами.

Для лечения пациента с фоновым процессом и предраком на слизистой оболочке и коже применяются два метода: криодеструкция жидким азотом и иссечение. Иссеченный материал направляют на исследование в патогистоло гическую лабораторию. Такое лечение должно выполняться в условиях онколо гического учреждения. Это уже закреплено в лечебно-диагностической тактике врача-стоматолога выпускника в «Программе по хирургической стоматологии для студентов стоматологических факультетов медицинских учебных заведе ний. М., 1996 г.»:

Лечебно-диагностическая тактика врача-стоматолога выпускника Нозологическая Диагностирует Направляет к Лечит сам форма сам онкологу Фоновый процесс + — + Предрак — — + 6.3. Инвазия раковых клеток: молекулярные причины и пути пре дотвращения В истории первым методом лечения рака было хирургическое иссечение, хотя в I в. н.э. делались попытки лечения рака лекарствами (W.R. Belt, 1957).

Уже тогда хирурги столкнулись с трудностями иссечения рака: очень часто возникал в области иссечения «возврат», т.е. рецидив рака, и крайне ред ко – «местное» излечение. Это заставило хирургов разрабатывать принципы операций при раке.

Ибн Сина (Авиценна, 980-1037 гг.) считал возможным хирургическое ле чение рака, но советовал: «вырезать опухоль, отступя от е крав, а дно раны прижигать раскалнным железом».

Причиной рецидива рака после иссечения хирурги объясняли оставлени ем части раковой опухоли. Для улучшения результата лечения рака позднее к иссечению его добавили иссечение регионарной клетчатки с лимфатическими узлами.

Результаты оперативного лечения рака вплоть до 1910 г., как писал акад.

Н.Н. Петров (1910) были «совершенно безотрадными».

Не зря известный английский хирург Дж. Педжет (J. Paget, 1814- 1899) в 1853 г. оценил результаты лечения рака хирургическим методом так: «Хотя из лечение рака вырезыванием и нельзя назвать делом совершенно невозможным, однако оно до такой степени мало вероятно, что надежда на такое излечение в каком либо определнном случае не может быть разумно поддерживаема» (цит.

по: Н.Н. Петров, 1910).

Очевидно, Реклингаузен был первым, кто «открыл движение и переме щение раковых клеток» (цит. по: А. Люке, 1870). Он предположил, что пере мещение раковых клеток «может иметь важнейшее значение в развитии и рас пространении рака». Это явилось началом наших знаний об инвазии раковых клеток и причины «возврата», т.е. рецидива рака.

Первое описание инвазии раковых клеток в окружающие ткани мы нашли в работе проф. А. Люке (1870). Так как его данные имеют значение для нас и сегодня, мы приводим ряд выдержек из этой работы.

1. Рак распространяется на окружающие ткани «таким образом, что про вести точную границу часто невозможно даже ножом». Он называл такое рас пространение «инфильтрацией».

Он выделил два варианта рака: 1) «от главной массы опухоли отходят корнеобразные отростки, углубляющиеся в соседние ткани»;

2) в этом случае «собственно массы опухоли не существует, а скорее разлитое набухание;

при ячеистных наростах только микроскоп может решить, где граница новообразо ванного пропитывания». Из этого для врача вытекают весьма важные правила в оперативном отношении: необходимо всегда оперировать не иначе как в здоро вых частях, если не хотят иметь «возврата».

2. «Всем известно, что наросты, удалнные каким-либо оперативным спо собом, к сожалению, в особенности хирургов, часто развиваются вновь в ране или в рубце».

«Чем разлитее опухоли, тем больше их способность к возвратам». Причи ной «такой большой наклонности к местным возвратам» он считает «способ распространения разлитых опухолей обыкновенно почти на все ткани, их ок ружающие».

Вот так описывает автор этот способ: «чем дальше от главной массы, тем гнзда новообразования вс меньше и меньше;

между тем как сначала ячейки видны ещ непрерывными рядами, потом они попадаются уже только отдель ными группами вс меньшей и меньшей величины, разделяясь островками здо ровой ткани;

такие разбросанные группы могут окружать всю опухоль как по плоскости, так и в глубину;

между тем как те из них, которые лежат ближе к центру и образуют более крупные скопления, заметны для невооруженного гла за и наощупь, более отдалнные могут быть открыты лишь с помощью микро скопа. Если мы удаляем при операции только то, что кажется больным на глаз и на ощупь, то остающиеся на месте микроскопические гнзда беспрепятственно развиваются далее и ведут к возвратам».

«Я вполне убеждн, что местных возвратов не было бы никогда, если бы мы, удаляя названные опухоли, могли бы удалять вместе с тем и мельчайшие микроскопические гнзда их».

3. «Если мы имеем перед собою опухоль, способную к возвратам, то от нюдь не следует оставлять на месте соседние с болезненным гнездом части.

Выше мы видели, что наши диагностические средства не в состоянии указывать нам на присутствие микроскопических гнзд в окружности опухоли. И поэтому необходимо без всякой жалости оперировать в здоровых частях, на достаточ ном расстоянии от больных тканей;

требование это есть для больного indicatio vitalis. Перед ним должны умолкнуть, конечно, всякие косметические сообра жения. Все разумные хирурги настоящего времени согласны между собою в этом отношении, ибо, только поступая таким образом, можно справиться с бо лезнью и наверное предотвратить возврат».

4. О показаниях к оперативному лечению автор пишет так: «при злокаче ственных опухолях нужно руководствоваться тем основным правилом, чтобы удалять их, как можно раньше, дабы спасти вс тело от опухольной болезни».

«При каких бы то ни было условиях, врач всегда одинаково должен на стаивать на операции и не тратить дорогого невозвратимого времени на какое нибудь бесполезное лечение. Чем опухоль меньше, тем легче можно положить ся на некровавые способы, в особенности на прижигание. Но раз она представ ляется уже разлитою и захватившею соседние ткани, необходимо вырезывание ножом».

Что доказал проф. А. Люке? Он обнаружил, что: 1) инвазия раковых кле ток происходит «вширь» и «вглубь»;

2) инвазия раковых клеток «без чтких границ»;

3) причиной рецидива рака после его иссечения является остающиеся в тканях раковые клетки.

Из этого он пришл к выводу, что результат оперативного лечения рака зависит «от двух условий»:

1) «Раковые опухоли должны быть удаляемы как можно раньше».

2) «Они должны быть удаляемы вполне». Здесь слово «вполне» означает удалять рак так, чтобы не оставить в тканях ни одной раковой клетки.

А. Люке подчркивает, что первое из этих условий «заслуживает распро странения в массе более всякого другого, ибо мы знаем, что всегда имеется только один первичный раковый узел и что с его полным удалением прекраща ется и вся болезнь. Чем долее мы будем медлить, тем менее наджен будет ис ход всякого лечения». Теперь доказано, что при раке любого размера, видимого глазом, у пациента уже имеются метастазы. Из этого следует, что удаление да же ограниченного рака любой локализации к прекращению болезни в таком случае не приведт.

Второе условие невыполнимо при «разлитом распространении страда ния» из-за «микроскопических гнзд, границу между здоровым и больным не возможно определить невооруженным глазом».

Как при раке определить здоровые ткани, чтобы через них иссекать рак?

Проф. А. Люке рекомендует оперировать «на достаточном расстоянии от боль ных тканей», но как определить его во время операции, не дат ответа.

Акад. Н.Н. Петров пишет, что зона здоровых тканей находится на рас стоянии «не менее 1,5-2 см от ощутимого края опухоли, a при язвенно инфильтративном раке – и больше».

Начиная от А.Люке (1870) и до сих пор, многие хирурги говорят и пишут:

«рак инвазирует» или «рак прорастает». На самом деле это делает не рак, а его раковые клетки, так как рак не одно целое.

Ясно, что раковые клетки могут жить поодиночке, т.е. порознь, так как каждая раковая клетка – это одноклеточный организм. В таком случае следую щим шагом должно стать познание причин свойства к инвазии раковой клетки.

Раковая клетка без этого свойства не была бы раковой, а значит, не было бы из не этой самой опасной болезни – рака. Свойство к инвазии заложено в самой раковой клетке, – это выражение е хоуминга, т.е. миграция в свою ни шу, так как раковая клетка – это стволовая клетка, а реализуется это генетиче скими нарушениями в ней.

Инвазия раковой клетки – это процесс из нескольких стадий, каждая из них создатся за счт изменений в соответствующих генах, через их продукт – белки.

В процессе инвазии раковой клетки различают три стадии (Ю.А. Ровен ский, 1998, 2001):

1) приобретение раковой клеткой свойства отделяться от клеток своей ткани и от внеклеточного матрикса;

2) приобретение раковой клеткой свойства разрушать внеклеточный мат рикс;

3) миграция раковой клетки в «очищенное» вследствие деструкции окру жающей ткани место. Каждая из этих стадий – результат изменений в ряде ге нов.

Первая стадия. В тканях клетки «скреплены» друг с другом молекулами адгезии – кадгеринами. Это не позволяет им отделяться друг от друга. Молеку ла кадгерина обеспечивает адгезию клеток друг с другом – это межклеточные контакты.

Молекула кадгерина – это белок. В этой молекуле различают три части:

наружная часть – вне клетки, средняя часть – в мембране клетки, третья часть – в цитоплазме клетки.

Наружная часть молекул кадгерина – это рецепторы, связывающиеся со своими лигандами, имеющимися на поверхности соседних клеток, а также с ли гандами внеклеточного матрикса. Внутренняя часть молекулы кадгерина свя зывается с концом -катенина, а другим его концом – с молекулой -катенина, затем -катенин связывается с цитоскелетом клетки.

«Скрепление» клеток с внеклеточным матриксом в ткани осуществляется отдельными участками клетки – фокальными контактами. В них сосредоточены молекулы адгезии – интегрины.

Молекула интегрина – это тоже белок, состоящий из - и -частиц. В его молекуле также различают те же три части. Третья е часть через связь с дру гими белками связывается с цитоскелетом клетки (Г.П. Георгиев, 2000).

Адгезия клеток друг с другом и с внеклеточным матриксом – основное условие целостности ткани. Через эти контакты клетка каждого типа выполняет свои функции, как часть этой ткани и организма.

В возникшей в какой-либо ткани раковой клетке возникают изменения в генах молекул адгезии – кадгеринов и интегринов, а также в других генах – ген wt 53 и др. В результате утраты контактов е с соседними клетками и внекле точным матриксом, раковая клетка отделяется от них необратимо. С этого мо мента она уже не часть своей ткани, а элементарная единица живого – это клет ка-организм. Она живт в организме отдельно, сама по себе, бесконтрольно размножается в борьбе за место: е потомки инвазируют в окружающие ткани и разрушают их, погибают нормальные клетки, а раковые клетки-потомки зани мают их место.

Вначале раковая клетка-организм делится и из своих потомков создат скопление в виде горстки клеток или узелка размером 1-2 мм в диаметре.

Включение генов инвазии в раковой клетке возникает сразу или при диаметре узелкам в 1-2 мм.

Вторая стадия. Чтобы размножаться дальше и инвазировать в окружаю щую е здоровую ткань, раковой клетке надо разрушить е. А ткань – это сцеп ленные друг с другом клетки, а также пространство между ними, заполненное матриксом, – белковые волокна, мембраны и др. в геле. Для этого в раковой клетке включается ряд генов, ответственных за синтез гидролитических фер ментов – протеиназ. Синтез их в раковой клетке больше, чем в нормальной клетке, выше также и активность этих протеиназ. Они разрушают белки мат рикса здоровой ткани (Г.П. Георгиев, 2000).

Третья стадия. В этой стадии раковые клетки активно перемещаются в разрушенный матрикс ткани. Но это свойство раковой клетки возникает в ре зультате воздействия на не молекул-мотогенов. Свойство клетки активно пе ремещаться по внеклеточному матриксу называется локомоцией.

Молекулы-мотогены – это различные факторы роста (GF) – эпидермальный (EGF), инсулиноподобный (IGF-1), фактор роста фибробластов (FGF), трансформирующий фактор (TGF- и TGF-) и др. Многие из них спо собны вызывать не только локомоцию клеток, но и стимулировать их пролифе рацию, т.е. быть митогенами. Синтез мотогенов может осуществляться ауток ринным, т.е. самой клеткой, или паракринным, т.е. соседними клетками, спосо бом.

Для индукции локомоции раковой клетки среди мотогенов особую роль играет рассеивающий белок или фактор. Это скеттер-фактор – СФ (от англ. to scatter – разбегаться, рассеиваться), открытый М. Стокером (М. Stoker, 1989).

М. Стокер показал, что при добавлении СФ в среду культуры эпителио цитов, клетки утрачивают «склеивание» друг с другом в пласты. Они приобре тают «локомоторную форму»;

по краю переднего конца, имеющего вид широ кой и тонкой пластинки, непрерывно образуются короткие и узкие выросты.

Эти выросты – псевдоподии то выпячиваются и прикрепляются к подлежащему матриксу, то втягиваются обратно и расползаются поодиночке по подложке, т.е.

«рассеиваются». Таким путм раковые клетки внедряются в окружающие здо ровые ткани.

СФ синтезируется соседними клетками – фибробластами и другими клет ками по сигналу – белку, секретируемому раковой клеткой. Для СФ на поверх ности раковой клетки имеется белок-рецептор, который синтезируется ею в ре зультате активации гена c-met. Т.е. раковая клетка – мишень для мотогенного воздействия СФ.

Есть мотогены, которые вызывают локомоцию клеток, но не стимулиру ют их пролиферацию. К ним относятся: аутокринный фактор локомоции – AMF и фактор стимуляции миграции – MSF. Оба обладают аутокринным действием, вызывая локомоцию самих клеток-продуцентов: AMF – меланобластов челове ка, а также фибробластов, трансформированных изменениями в гене ras. MSF фибробластов придат им, кроме того, свойство инвазии во внеклеточный мат рикс.

При введении в эпителиоциты мутантного гена N-ras происходит пере стройка их цитоскелета, что придат этим клеткам свойство к инвазии. При встрече друг с другом, они наползают друг на друга, но контакты между ними не формируются, это свойство раковой клетки.

Мы узнали основные молекулярные причины, создающие свойство инва зии раковой клетки. Это открывает пути для управления этим свойством рако вых клеток.

Причины свойства инвазии – это метки или маркеры. Их можно исполь зовать для оценки степени инвазии раковых клеток. Они же – мишени лекарств с целью подавления свойства инвазии раковых клеток.

Что можно было бы использовать для подавления свойства к инвазии ра ковых клеток из того, что мы сказали выше о его молекулярных причинах?

1. Подавлять инвазию с помощью ингибиторов протеиназ. Для этого можно создать моноклональные антитела или химические соединения против протеиназ.

2. Подавлять синтез или действие мотогенов, вызывающих локомоцию раковой клетки, в том числе средства против СФ.

Но как подчркивает Ю.А. Ровенский (2001), «все те средства, которыми пользуются раковые клетки, применяют для перемещения и нормальные, т.е.

здоровые клетки».

Протеиназы и мотогены синтезируют как раковые клетки, так и нормаль ные клетки и действуют «тоже на оба типа клеток, индуцируя их подвижность и деление». Отсюда, такие лекарства могут оказывать побочные действия.

Поиск лекарств от свойства к инвазии крайне необходим для уменьшения числа рецидива рака после лечения его оперативным методом. К счастью, для пациентов, страдающих раком, учными, в том числе нашей страны, открыты гены инвазии раковых клеток.

П. Стиг (P.S. Steeg, 1991) открыла ген белка nm23 в опухолевой клетке, подавляющий свойство инвазии. Если этот ген отсутствует или неактивный, т.е.

нет его белка или изменн белок, то клетка приобретает свойство инвазии. Этот ген можно клонировать и применять как препарат против инвазии, действуя че рез свой продукт-белок nm23.

Акад. Г.П. Георгиев и его группа (1999) отрыли ген mts1 и его продукт белок Mts1, или метастазин 1, который активируется и создат свойство инва зии раковых клеток. Ген обнаружен в клетках мыши и человека. В нормальной клетке этот ген «молчит» и его белок отсутствует. Если этот ген подавить или связать его белок в раковой клетке, то свойство инвазии этой клетки будет по давлено.

Проф. М. Фрейм (М. Frame, 2002) и е группа из Института Битсена (Шотландия) приблизились к пониманию молекулярных причин инвазии рако вых клеток.

Они открыли особую молекулу Src-белок, способствующий инвазии ра ковых клеток в окружающие здоровые ткани. Это вещество разрушает связи между нормальными клетками, мешая их ограничительной функции.

Механизм действия этой молекулы удалось открыть не сразу. Оказалось, что Src-белок приводит к исчезновению с поверхности здоровых клеток белка Е-кадгерина. Мы уже знаем, что этот белок обеспечивает «скрепление» здоро вых клеток друг с другом. Кроме того, исследователи полагают, что Src-белок вместе с молекулами-интегринами формируют новый, – менее «интегрирован ный тип структуры этой ткани», благодаря чему раковые клетки имеют воз можность «двигаться и инвазировать».

«Теперь мы знаем, что эта молекула инициирует сразу несколько химиче ских сигналов, влияя на клетки несколькими различными способами», – заяви ла она.

По мнению проф. М. Фрейм, более детальное понимание того, как инва зируют раковые клетки в окружающие ткани, способно помочь созданию ле карств, блокирующих этот процесс.

Открытие учными особой молекулы – Src-белка предвещает новый путь к применению оперативного метода лечения рака с симптомами. По активным участкам пространственной структуры белка можно создать химическое соеди нение для избирательной блокировки этого белка. Кроме этого, можно блоки ровать и ген этого белка, который известен этим учным. Тогда оперативное лечение рака может состоять из двух этапов: 1) вначале курс лечения пациента по блокировке Src-белка или этого белка и его гена;

2) после этого курса – опе рация на первичном очаге рака и путях лимфооттока.

Как подчркивают учные, «если раковые клетки будет лишены возмож ности инвазировать в окружающие ткани, попытка хирургического удаления рака будет иметь гораздо больше шансов на успех. Кроме того, раковые клетки не смогут образовывать метастазы в других органах и тканях».

Датские ученые из Копенгагенского университета (2004) полагают, что «блокировав работу определенного фермента, можно останавливать распро странение раковых клеток в человеческом теле».

Исследователи считают, что это открытие «может привести к появлению принципиально новых антираковых препаратов и во многих случаях отказаться от химиотерапии, без которой сегодня лечение рака практически не обходит ся». Речь идет о ферменте – urokinase plasminogen activator, uPA, секретируемом раковой клеткой. Он осуществляет протеолиз белков внеклеточного матрикса, делая путь для инвазии раковых клеток в ткани.

Эксперименты на мышах показали, что «при инактивации одного единственного фермента – uPA, распространение раковых клеток прекращалось у шести из семи лабораторных мышей. При этом мыши не испытывали никаких неудобств от того, что этот фермент в их организмах не работает».

Анализ результатов позволил учным сделать вывод: раковые клетки не могут распространяться в отсутствие uPA, но «организму деятельность этого фермента не нужна». Эта идея затем была подтверждена в ходе новых экспери ментов: «мыши, которые в результате генетических манипуляций родились во все без uPA, никак не ощущали его отсутствия».

«Это значит, что мы можем блокировать этот фермент, – говорит один из учных, доктор М. Йонсен, – и таким образом предотвращать распространение раковых клеток без тяжлых побочных последствий для пациента, к которым приводят другие формы терапии».

Следующий шаг в этом направлении – создание препарата, который рабо тал бы на мышах. Только тогда можно приступать к решению вопроса о воз можности испытаний этого препарата на людях.

Доктор Т. Сковсгаард, специалист по раку из копенгагенской клиники «Херлев», считает работу его коллег «очень многообещающей». «Если клини ческие испытания также покажут, что распространение раковых клеток может быть остановлено, – говорит он, – тогда станет ясно, что этой группе исследо вателей удалось найти ключ к этой проблеме».

«Это правда: терапия, которая предотвращала бы распространение рако вых клеток, стала бы большим шагом на пути лечения рака», – согласна К. Ло, глава отдела клинических испытаний британского общества Cancer Research.

В заключение раздела, мы выделяем некоторые положения.

1. Утрата раковой клеткой контакта с соседними клетками и внеклеточ ным матриксом делает е клеткой-организмом.

Опухолевая клетка без свойства инвазии создат из себя незлокачествен ную опухоль. Удаление такой опухоли хирургическим методом обычно не трудно, и на этом прекращается сама болезнь.

Опухолевая клетка со свойством инвазии, т.е. раковая клетка, создат из себя самую опасную болезнь – рак, которая пока неизлечимая.

2. Свойство инвазии раковой клетки делает е смертельной для пациента, страдающего от рака. Почему?

На этапе удаления первичного очага рака и регионарного метастазирова ния хирургическим методом невозможно удалить, не оставив хотя бы сколько то раковых клеток где-то в ткани. Из них, как клеток-организмов, нередко воз никает рецидив рака.

Проф. А.И. Барышников (2004) пишет так: «Как бы тщательно не удаляли рак, всегда остаются раковые клетки, из которых рак способен возродиться».

Объектом воздействия скальпеля хирурга является первичный очаг рака, региональная клетчатка и другие ткани с лимфатическими узлами и незримые в границах операционного поля раковые клетки.

В настоящее время хирург-онколог, каждый в своей анатомической об ласти, достиг в технике операции предела, даже показывает чудеса в технике операции. Однако, для излечения рака с симптомами этого недостаточно, – да леко нередки рецидивы рака. Но главное другое.

Ведь рак в ткани до размера узелка 2 мм в диаметре – это ещ местная болезнь, а при размере больше этого, – становится системной болезнью из-за ангиогенеза и лимфангиогенеза в таком узелке, а значит, рассеивания клеток с кровью и лимфой.

Дж. Педжет (J. Paget, 1853), Н.Н. Петров (1910) и другие учные подчр кивали ограниченность хирургического метода для излечения от рака. Причина этого – инвазия раковых клеток в ткани органов не имеет границ и без конца.

Но молекулярные причины свойства к инвазии раковых клеток выяснены лишь теперь: молекула белка Src, ген инвазии и метастазирования mts1 и его белок – Мts 1, ген остеопонтин и его белок и другие.

Улучшение результатов хирургического метода лечения рака можно ожидать лишь, подавляя свойство к инвазии раковых клеток, действуя лекарст венными препаратами на эти молекулы, до операции и после операции. Пока это в практику врача-онколога не внедрено.

Если рак – это потомство из одной раковой клетки, то ясно, что для изле чения от него, необходимо уничтожить все раковые клетки. То есть путь к из лечению от рака один, и состоит в решении двух задач: 1) распознать в орга низме пациента каждую раковою клетку среди нормальных клеток и 2) унич тожить их все – «без остатка», не повреждая нормальные клетки.

Лучевое лечение и химиотерапия в стандартном виде неадекватны ни са мой ракой клетке, – эукариот среди нормальных эукариотов, составляющих ор ганизм человека, ни следствиям свойства к инвазии раковых клеток – инвазия в окружающие здоровые ткани и метастазы по всему организму.

В ближайшие годы XXI века к хирургическому методу лечения от рака будут добавлены новые методы, позволяющие решить эти две задачи.

Из новых методов – это экстракты из эмбриональных тканей или их бел ки, вакцины на основе дендритных клеток и другие вакцины, а также лекарства к генам-маркерам и белкам-маркерам раковых клеток, избирательно уничто жающие эти клетки, т.е. без побочных эффектов, ведь действовать они будут только на определнные гены и белки раковых клеток.

6.4. Метастазирование раковых клеток: молекулярные причины и пути предотвращения Другим, ещ более опасным следствием свойства инвазии раковых ство ловых клеток, является образование ими метастазов в различных органах паци ента.

Метастаз – это вторичный очаг рака, образующийся из-за метастазирова ния раковых клеток в отдаленные органы. Метастазирование (от греч. metastasis – перемещение) – процесс переноса раковых клеток по кровеносным и ли мфатическим сосудам из первичного очага рака в другой орган или органы.

Ещ Ле Дран (H. Le Dran, 1685-1770) предположил, что рак может воз никнуть как локальная опухоль и лишь затем распространяется в регионарные лимфатические узлы.

В 1829 г. французский врач Ж.К. Рекамье (J. Recamier, 1774-1852) впе рвые доказал, что причиной метастазов являются раковые клетки. Он обнару жил инвазию вен раковыми клетками. Они переносятся в отдаленные участки тела. Из них там образуются «отдельные островки поражений», которые он на звал «метастазами». Как раковые клетки проникают в кровь и лимфу, долго ос тавалось не ясным.

Когда и в какой орган мигрировала первая раковая клетка, всегда не из вестно, как и возникновение первой раковой клетки где-то в ткани какого-либо органа. Если бы это знали, то могли бы уничтожить такую клетку, – не было бы ни рака, ни метастазов.

Причина в обоих случаях одна и та же – раковая клетка. Это объект мик роскопической величины, а поэтому невидимый глазом. Лишь при концентра ции в самом раке или метастазе 108–9 раковых клеток, они становятся видимыми глазом в органе при помощи методов – клиническое исследование, рентгено графия, УЗИ и др.

Метастазы раковой клетки – главная причина смерти пациентов при раке.

Причина в том, что лекарства стандартной химиотерапии неизбирательные, что не позволяет уничтожить все раковые клетки в организме пациента.

Ряд новых средств и методов от рака уже создан, но их лишь начинают внедрять в клиническую практику.

Метастазирование раковых клеток начинается с размера первичного узелка из раковых клеток размером 2 мм и даже 1 мм в диаметре, а к моменту видимых симптомов рака часть его клеток уже осела где-то в других органах «как семена вторичного рака», т.е. метастазы. Это явление в литературе обо значается термином – диссеминация.

Из этого вывод: для адекватного лечения пациента только операции все гда недостаточно и необходимо дополнительное лечение – системное с помо щью лекарств.

Метастаз или метастазы образуется за счет инвазии раковых клеток сквозь стенку кровеносных и лимфатических капилляров и выходом в их про свет. С потоком лимфы клетки переносятся в лимфатические узлы, а с кровью – в различные отдаленные органы.

Метастазирование раковых клеток – это активный процесс и состоит из ряда этапов. Каждый этап контролируется разными генами через их продукт – белки в раковой клетке.

1-й этап. Некоторые клетки отделяются от первичного узелка из раковых клеток размером в 2 мм или 1 мм в диаметре и проникают через стенку питаю щих их капилляров, в их просвет. Они разносятся с кровью по организму до тех пор, пока не прикрепятся к эндотелию капилляров в каком-то органе или орга нах. В этом месте они вызывают сокращение клеток эндотелия и обнажают белковый матрикс – базальную мембрану (Рис. 1, а).

2-й этап. Раковые клетки прикрепляются к базальной мембране, связыва ясь с е белками с помощью своих рецепторов, которыми распознают ко мпоненты базальной мембраны. Включив гены деструкции – протеиназ, они расщепляют белки матрикса и образуют в мембране отверстия (Рис. 2, b).

3-й этап. Раковые клетки вытягивают псевдоподии и проникают через от верстия, продолжая секретировать ферменты деструкции. Это позволяет им разрушать внеклеточный матрикс под базальной мембраной и затем внедряться в него (Рис. 3, c).

4-й этап. Для продвижения вперед в раковых клетках отключаются гены деструкции. Клетки утрачивают связь с матриксом на своей задней стороне, но цепляются псевдоподиями за матрикс впереди зоны лизиса, что приводит к ми грации самих клеток во внеклеточный матрикс и далее вглубь здоровой ткани (Рис. 4, d).

Не все раковые клетки, проникшие в здоровую ткань, способны выжить.

За счт аутокринного стимула раковая клетка делится, образуя из своих потом ков узелок в 1-2 мм в диаметре – микрометастаз. В нм еще нет сосудов – ни кровеносных и ни лимфатических, и питательные вещества в него попадают через его поверхность путем диффузии (Г.П. Георгиев, 2000).

Из-за недостатка питания часть клеток в узелке «отмирает», но взамен их путм размножения клеток узелка образуются новые клетки. Это «дремлющий» микрометастаз или микрометастазы. Они могут оставаться в тканях органа «многие годы», ни чем, не проявляя себя.

«Дремота» микрометастаза или микрометастазов «часто связана» с секре цией клетками первичного очага рака белков – ангиостатина и др., которые по давляют ангиогенез в микрометастазах (Г.П. Георгиев, 2000). В таком случае операция на первичном раке и путях лимфооттока вызывает ангиогенез в «дремлющем» микрометастазе, и он начинает быстро расти за счет деления его клеток.

Рис.1, a. Сокращение клеток эндотелия, выстилающих кровеносные сосу ды, и обнажение базальной мембраны (рис. и цит. по: Л. А. Лиотта, 1992).

Рис. 2, b. Раковая клетка прикрепляется к базальной мембране, связываясь с определнными белками (рис. и цит. по: Л. А. Лиотта, 1992).

Рис. 3, c. Секретируемые раковой клеткой ферменты деструкции расщеп ляют белки матрикса, и в базальной мембране образуются отверстия (рис. и цит. по: Л. А. Лиотта, 1992).

Рис.4, d. Раковая клетка внедряется во внеклеточный матрикс под базаль ной мембраной и затем вглубь ткани (рис. и цит. по: Л. А. Лиотта, 1992).

Для индукции ангиогенеза в раковой клетке включается ген фактора рос та эндотелия сосудов – VEGF, а также фактора роста фибробластов (FGFb).

Они синтезируются и выделяются раковой клеткой – это белки-лиганды.

Далее белок-лиганд вступает в контакт со своим рецептором на поверх ности клеток эндотелия мелких соседних венул окружающей ткани. По этому сигналу клетки эндотелия отделяются и мигрируют внутрь узелка и из них пу тм деления формируются кровеносные и лимфатические капилляры. Теперь при достатке питательных веществ и кислорода микрометастаз растт и превра щается в макрометастаз.

Как микрометастаз, так и макрометастаз являются новым местом, из ко торого раковые клетки мигрируют уже в другие органы и так без конца и гра ниц, что ускоряет ухудшение состояния пациента.

При ангиогенез в метастазах образуются кровеносные капилляры и сосу ды «мозаичного» типа, т.е. в их стенки встроены раковые клетки. Из стенок ка пилляров и сосудов раковые клетки ежедневно выходят в кровоток. Из этого важное следствие для практики: анализ на наличие раковых клеток в крови мо жет позволить выявлять рак в организме пациента на самом раннем этапе – при размере узелка из раковых клеток 1-2 мм в диаметре.

Познания этапов метастазирования раковой клетки и их молекулярных причин позволит: 1) найти гены-маркеры и белки-маркеры для предсказания метастазов у пациента;

2) использовать эти маркеры в качестве мишеней для приготовления избирательно действующих лекарств, и предотвращать ими ме тастазы и 3) уничтожать уже существующие у пациента микрометастазы и мак рометастазы.

В настоящее время учные, в том числе нашей страны, дали уже немало знаний о молекулярных причинах метастазирования раковой клетки.

1. П.С. Стиг (P.S. Steeg, 1991) и е группа открыла ген и его продукт – бе лок nm23 в раковой клетке разного типа. Этот белок подавляет инвазию и мета стазирование раковых клеток. По этой причине белок nm23 получил название антиметастатический (от англ. – nonmetastatic).

Ген этот отсутствует или неактивен в раковых клетках, поэтому его про дукт белок nm23 в таких клетках отсутствует или дефектен. Это создат свой ство инвазии раковой клетки и вызывает следствие этого, – образование мета стазов.

Низкое содержание белка nm23 в клетках первичного рака явно связано с метастазированием, а высокий уровень коррелирует с отсутствием метастазов раковой клетки и благоприятным прогнозом. Отсюда: белок nm23 может быть использован не только для ранней диагностики, но и для лечения от рака.

Так, П.С. Стиг вводила ген, кодирующий nm23 в культивируемые мета стазирующие клетки, что усиливало его экспрессию, т.е. синтез белка. Инъек ции таких раковых клеток мышам приводила к тому, что эти клетки оказыва лись «неспособными к образованию метастазов».

П.С. Стиг и е группа считают, что метастазирование раковых клеток можно подавлять с помощью генотерапии, т.е. введением гена nm23 в раковые клетки. Теперь введение генов в клетки упрощается, если взять в качестве век тора вирус Т4.

2. Акад. Г.П. Георгиев и его группа (1999, 2000) открыли ген mts1 и его продукт – белок Mts1 или метастазин 1. Этот ген не является онкогеном, так как учные обнаружили, что при больших количествах белка Мts1 в нор мальной клетке, она не превращается в раковую клетку.

Ген mts1 экспрессируется во многих типах раковых клеток, а также в не которых нормальных клетках – в активированных макрофагах. В большинстве нормальных клеток ген «молчит» и его белок Mts1 отсутствует.

Введение конструкции: ген mts1 и регуляторный фрагмент в опухолевые клетки вызывало продукцию белка Mts1, и это резко усиливало способность клеток создавать метастазы при подкожной инъекции таких клеток мышам.

Введение конструкций, подавляющих синтез белка Mts1 в раковые клетки, снижало способность клеток метастазировать.

Mts1 способен вызывать ангиогенез через «дезагрегацию клеток эндо телия и их активную пролиферацию».

Подавление гена или связывание его белка в раковых клетках будет по давлять метастатический фенотип раковых клеток.

Ген mts1 и его белок – Mts1 необходимо использовать также для ди агностики рака и контроля лечения пациента. На биочипах по титру иРНК этого гена и его белка Mts1 в образце крови от пациента удастся диагностировать ме тастазы рака.

Кроме этого, изменения в содержании гена и его белка в образце крови от пациента позволят следить за процессом лечения рака, а по отсутствию гена и его белка после лечения, – регистрировать излечение от метастазов рака.

3. Проф. Р. Бенезра (1999) и его группа из США открыли гены: JD-1 и JD 3. Эти гены в норме экспрессируются в клетках эмбрионов мышей и человека.

Они через свой продукт – белки отвечают за рост и развитие кровеносной сис темы плода, но у взрослого человека они не зкспрессируются.

Однако, раковые клетки вновь «включают» эти гены и используют для размножения себя. JD-гены индуцируют ангиогенез в узелке из раковых клеток, что препятствует их отмиранию.

Учные надеются разработать лекарства против этих мишеней – генов и их продукта, – белков. «Избавиться от самого гена, вместо того чтобы бороться с продуктами его работы, означает по-настоящему сделать человечество неуяз вимым для рака», – заявляют авторы открытия.

4. Молекулярный «переключатель» метастазирования раковых клеток.

Учные центра по изучению рака Техасского университета расшифровали молекулярные причины, вызывающие отделение раковых клеток от первичного очага рака и метастазирование в «различные части тела организма». Они под черкивают, что метастазирование сильно затрудняет лечение и зачастую при водит к смерти пациентов даже в случае успешного удаления первичного рака.

Исследователи называют открытый ими механизм «молекулярным пере ключателем» и утверждают, что это открывает большие возможности для раз работки новых методов против возникновения метастазов.

«Переключатель» представляет собой фермент GSK-3?, способный изме нять функции белков и может стать ключом к разработке эффективных средств лечения рака.

Было известно, что в эпителиальных клетках содержится много белка Е кадгерина, функция которого, – прикрепление клеток друг к другу.

Другой важный белок – фактор транскрипции, названный «снейл». Он контролирует ген, ответственный за синтез Е-кадгерина. Этот белок способен «выключать» синтез Е-кадгерина, а это приводит к «высвобождению эпители альных клеток».

В серии опытов был обнаружен фермент GSK-3?, который и контроли рует «снейл». Под его воздействием «снейл» покидает ядро клетки, где он обычно находится, выходит в цитоплазму клетки и там разрушается.

То есть было обнаружено, что если действие «снейла» контролируется GSК-3?, то раковая клетка продолжает синтезировать Е-кадгерин и не переме щается. В случае же снижения активности GSК-3? происходит ослабление свя зей между клетками, и они получают способность передвигаться.

Учные предполагают, что использование средств стимуляции фермента GSК-3? может снизить свойство раковых клеток к расселению. В настоящее время они заняты разработкой такого лечения.

Независимости размножения раковой клетки в культуре от субстрата, т.е.

подложки, соответствует способность е и е потомков размножаться в орга низме независимо от типа ткани, в которую они проникают. Это относится к инвазии раковых клеток в окружающие здоровые ткани и к процессу образова ния метастазов.

Следствием первого процесса является захват раковыми клетками какой то части организма пациента – разрушение тканей органа, гибель здесь нор мальных клеток, а их место занимают раковые клетки.

В результате второго процесса, разрушаются ткани различных органов, и, если не вмешивается врач, то раковые клетки так захватят весь организм, что приводит пациента к смерти, после чего они погибают сами. «Но это они не по нимают и об этом не думают». Это образно Uriel J. (1976) выразил так: «рак – это миф Фауста на клеточном уровне – мечта клетки об омоложении и бес смертии, реализация которой кончается фатально».

В поисках средств и методов от метастазов нужно учитывать этапы про цесса их образования и молекулярные причины каждого этапа.

Ж.К. Рекамье в 1829 г. описал местную инвазию и метастазы раковых клеток, но лишь в последние годы XX в. и теперь удалось, пока частично, объ яснить эти явления, т.е. раскрыть их молекулярные причины.

Для уничтожения отдельных раковых клеток и их метастазов в организме пациента нужны лекарства и другие препараты, которые сами распознавали бы раковые клетки среди нормальных клеток, и уничтожали их.

Теперь ясно, что гены, превращающие нормальную клетку в раковую, – одни, а вызывающие инвазию и метастазы раковой клетки, – гены другие. Сбой в работе любого из этих генов и их продукта – белков, приведт к тому, что ра ковая клетка будет не способна метастазировать.

П. Эрлих (P. Erlich, 1854-1915) в начале XX в. возродил идею, высказан ную Д.Л. Романовским в 1891 г., основал «химиотерапию» и предложил этот термин. Лекарственные препараты начали применять против бактерий и пара зитов болезней. Намного позднее химиотерапию стали применять для уничто жения раковых клеток.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.