Почему злокачественные новообразования начали называть раковыми, какие внешние факторы повреждают ДНК, увеличивая риск возникновения заболеваний, и как мутантные клетки скрываются от иммунной системы, объяснила в новом материале Научного Дзена заместитель директора по развитию Центра молекулярной и клеточной биологии Сколтеха Вера Рыбко.
До нас дошли письменные свидетельства, что еще в V веке до н. э. Гиппократ описывал злокачественные новообразования (ЗНО). Скорее всего, это были образования молочных желез (мы бы сейчас сказали – рак молочной железы). Они напомнили ему краба, поэтому он назвал их «carcinos» (краб). В русской традиции «краб» превратился в более знакомого для нас «рака», а новообразования стали называть раковыми. Хотя, узкоспециально их лучше называть карциномами — опухолями эпителиального происхождения, а в принципе такой тип заболеваний – злокачественными новообразованиями, или злокачественными опухолями.
Видов и типов злокачественных опухолей огромное количество. В одном и том же органе могут возникать разные типы ЗНО. Например, в легких только карцином выделяют более 15 разных типов, не говоря уже о молекулярных подтипах. А бывают еще и саркомы, и гематобластозы. И всех их теоретически можно (и зачастую необходимо) лечить по-разному. Более того, даже внутри одной и той же опухоли можно найти разные субпопуляции трансформированных (мутантных) и нормальных клеток, т. е. внутри одной опухоли клетки друг от друга отличаются. И то, что убивает одни клетки, может не действовать на другие. Именно поэтому лечение ЗНО часто эффективно не на 100% и схемы лечения необходимо менять.
В чем же причина возникновения опухолей и почему они относительно редки, если принять во внимание, что наш организм состоит из нескольких триллионов клеток, каждая из которых теоретически может дать начало ЗНО?
Основной причиной возникновения ЗНО считаются мутации в ДНК, особенно в некоторых генах, называемых онкогенами и опухолевыми супрессорами. Наши клетки все время делятся, например, при заживлении ран или для восполнения слущивающихся слоев клеток в кишечнике. Этот нормальный процесс, как и любой другой, протекает с ошибками. В нашем организме постоянно возникают мутации в ДНК при делении клеток. В подавляющем большинстве случаев эти ошибки исправляются (репарируются), в частности, белками — продуктами генов опухолевых супрессоров. Если же ошибку (мутацию) исправить не получается, такую «мутантную» клетку убивают, чтобы она не дала «потомство» — мутантных дочерних клеток, чьи потомки в конце концов могут превратиться в злокачественную опухоль. За убийством таких «мутантов» следит, в частности, иммунная система. Но об этом чуть позже.
Помимо нормальных фоновых ошибок, есть и внешние факторы (например, ультрафиолет солнечного света, химические канцерогены табачного дыма, радиация). Такие мутагены называют канцерогенами, потому что они повреждают ДНК, то есть увеличивают количество мутаций, а значит, и риск возникновения злокачественных новообразований. Риск возникновения ЗНО увеличивают не только физические и химические канцерогены, но и некоторые инфекции и заболевания. Например, хроническое воспаление давно признано как один из факторов повышения риска тех или иных опухолей. Так язвенный колит (воспалительное заболевание кишечника) повышает риск возникновения аденокарциномы толстой кишки в 5-7 раз. Все дело в том, что внутри опухоли, впрочем, как и в нормальных тканях, клетки друг с другом постоянно общаются и контролируют друг друга, не давая соседям избыточно делиться. А в случае хронического воспаления ситуация немного другая: клеткам и тканям, наоборот, поступают сигналы расти, чтобы восстановить целостность органа. И эти же сигналы могут стимулировать возникновение ЗНО.
В случае же когда «мутанты» уже возникли и начали делиться, они руководят нормальными «соседями» и как бы говорят им: «Стоп! Стоп! Нас контролировать не надо, нам надо помогать расти». И, что очень важно, такие мутанты становятся невидимыми для иммунной системы, которая, как мы помним, в большинстве случаев ищет и уничтожает «мутантов».
Как же это происходит и почему Нобелевская премия по медицине в 2018 году была вручена за разработку препаратов, активирующих противоопухолевый иммунитет?
Иммунная система постоянно отслеживает в организме всё странное или чужеродное, например, бактерии и вирусы или клетки с мутациями. Как только такие клетки обнаруживаются – Т-клетки иммунной системы их уничтожают. Но в организме существует механизм торможения активации Т-клеточного иммунитета, который в том числе препятствует развитию хронических аутоиммунных заболеваний. То есть существуют выключатели активации иммунитета. И, конечно же, опухолевые мутантные клетки начинают активировать те же самые механизмы и становятся невидимыми для иммунной системы, в частности, выключают активацию Т-клеток.
Относительно недавно, благодаря достижениям молекулярных биологов и молекулярных онкологов, были разработаны методы маскировки этой системы торможения — лекарства, нацеленные на блокирование выключателя активации Т-клеточного иммунитета, которые называют иммуноонкологическими препаратами.
_________
Вера Рыбко — кандидат биологических наук по специальности «онкология», заместитель директора по развитию Центра молекулярной и клеточной биологии Сколтеха. Работала в Онкологическом научном центре фонда Сколково.
#наука #иммунитет #рак #днк #ученый #опухоль #исследования