Эволюция развития раковых опухолей

Деление клеток опухоли

Характерной чертой злокачественной опухоли является постоянное деление ее клеток, обеспечивающее рост опухоли.

Само по себе деление клеток — это главный атрибут существования и развития жизни.

Как известно, деление клеток происходит при развитии организма, его тканей и органов как в эмбриональном, так и в постнатальном (послеэмбриональном) периодах.

Это нормальный процесс деления здоровых клеток. Однако под действием каких факторов начинается и происходит это деление, современная наука пока конкретно и доказательно сказать не может. Полагают, что включаются соответствующие гены и «заставляют» клетку делиться. Но что это за гены, под действием чего они включаются и как они управляют процессом деления и роста клетки — ничего не известно.

Непонятно также, что заставляет в какой-то момент времени, при каких-то условиях этот ген отключиться и прекратить деление клетки. Считают, что сам организм, его нервная система каким-то образом управляет включением и отключением соответствующего гена. А чем же отличается деление раковых клеток от деления нормальных клеток?

Как пишет А.В. Чаклин: «…характерный признак раковых клеток — они размножаются беспорядочно и часто с различной скоростью». Что значит «беспорядочно» — он не разъясняет. Г.Н. Лобко и Г.М. Порубова также сообщают, что «основной чертой опухолевой клетки является, как известно, ее способность к постоянной пролиферации вследствие нарушения функции клеточного деления.

По этому поводу высказано много гипотез, однако вопрос о природе первичных нарушений в клетке в процессе канцерогенеза пока остается открытым». И далее они сообщают, что в настоящее время причину постоянного деления раковых клеток связывают с экспрессией клеточных онкогенов. При этом частота деления возрастает на более поздних стадиях развития опухолей.

А позже, они сообщают существенно отличающиеся факты по поводу влияния онкогенов на процесс развития раковых опухолей: «Полученные к настоящему времени данные дают основание полагать, что опухолевая прогрессия может сопровождаться как усилением, так и снижением экспрессии клеточных онкогенов, однако непосредственной взаимосвязи между экспрессией онкогенов и опухолевой прогрессией установить не удалось. Возможно, роль онкогенов в процессе неопластической трансформации клетки ограничивается в основном начальными этапами процесса».

Таким образом, для объяснения феномена постоянного деления раковых клеток ученые вынуждены к генам, регулирующим деление нормальных клеток, добавить еще и онкогены, которые регулируют деление злокачественных клеток. Но от этого не стало яснее, когда и каким образом начинается, происходит и заканчивается деление клеток как нормальных, так и раковых.

Геном у нас нынче стал каким-то «Новым Богом», а различные гены — его «ангелами», совершающие те или иные действия по указанию этого «Бога». И когда мы не можем объяснить какое-либо явление, какой-то процесс, например, в нашем организме, то мы говорим: это по наследству передано, или «это в генах заложено». Подобно говорят верующие: «Все в божьей власти» или «Все в руце божьей».

Не яснее стала проблема деления раковых клеток и от того, что к онкогенам добавили еще и антионкогены (гены супрессии рака), которые «должны подавлять» онкогены и таким образом не допускать деление раковых клеток. Если антионкоген в клетке «потеряется», то тогда начинается деление раковых клеток, т. е. развитие опухоли. Мы уже обсуждали эту гипотезу об онкогенах и антионкогенах.

Здесь обратим наше внимание на такой вопрос. В нормальных условиях развития организма деление нормальных клеток совершенно необходимо. Следовательно, надо понимать, что пары онкоген — антионкоген «подавляют» деление только злокачественных клеток. А делением нормальных клеток управляют другие — «нормальные» гены.

И всем этим разнородным «сообществом генов» надо безошибочно управлять, ибо цена серьезной ошибки — жизнь. И если даже изощренный «высокоинтеллектуальный ум» ученого не может справиться с «простой» задачей — объяснить механизм и последовательность управления «сообществом генов», то каково «бедному геному» управлять им. Этот пример еще раз наводит на мысль, что в природе все должно быть значительно проще, чем мы себе это представляем.

И если деление нормальных клеток осуществляется под контролем организма, то деление злокачественных клеток происходит независимо от регулирующих воздействий организма. Это также является характерной чертой деления раковых клеток: «Данные, полученные при исследовании процесса развития лейкозов, подтвердили один из принципов опухолевой прогрессии, высказанный Foulds на основании изучения развития солидных опухолей».

Об этом же пишут и другие ученые: «При многообразии канцерогенных факторов и при многих других, казалось бы неразрешимых сложностях, сегодня с уверенностью можно говорить о том, что единственным по-настоящему специфическим признаком канцерогенеза является усиливающаяся в процессе опухолевой прогрессии «глухота» клетки к факторам, регулирующим процесс деления».

ПОДРОБНОСТИ:   Нейроэндокринные опухоли желудка - Онкология

Начало формирования опухоли

Большинство ученых полагают, что раковая опухоль возникает в виде «опухолева зачатка», — небольшого комплекса превратившихся в раковые клеток или даже одной клетки, — в результате соответствующих мутаций под воздействием канцерогенов. И далее из этого опухолевого зачатка начинается рост опухоли путем деления клеток зачатка. При этом окружающие нормальные клетки в процесс роста опухоли не вовлекаются.

Каждая клетка «опухолева зачатка» является родоначальницей собственного клона злокачественных клеток, получающегося в результате деления последующих поколений клеток. Таким образом как бы естественно получается, что злокачественная опухоль растет только за счет деления ранее возникших раковых клеток (клетки), а нормальные клетки в этом процессе не участвуют. «Рак начинается с заболевания здоровой клетки. От первой изменяющейся клетки начинается процесс опухолева роста».

Однако имеются и другие мнения на этот счет. Во-первых, возникновение самого «опухолевого зачатка» происходит за счет последовательного вовлечения нормальных клеток в процесс трансформации их в злокачественные. Во-вторых, рост опухоли происходит как за счет деления клеток «опухолева зачатка», так и за счет перерождения нормальных клеток, которые также начинают делиться и дают начало новым клонам злокачественных клеток.

Вот что писал академик И.В. Давыдовский по этому поводу: «Большинство исследователей счигают, что опухоль возникает из клеток организма как некий клеточный комплекс, обособившийся в «опухолевый зачаток». Практика и эксперимент позволяют наблюдать формирование такого зачатка, обычно видимого лишь с помощью микроскопа, т. е.

Никогда не было доказано, что опухолевый зачаток возникает сразу как таковой, т. е. определенной протяженности. Наоборот, практика показывает, что формирование ракового зачатка сопряжено с аппозицией, т. е. с вовлечением в процесс канцерогенеза близлежащих клеточных комплексов… Другими словами, неопластический процесс следует рассматривать как процесс регионарный, чем узкофокусный».

Проблема формирования опухолева зачатка имеет не только теоретическое, но и практическое значение. Если опухоль развивается только из зачатка путем деления его клеток и при этом в процесс развития опухоли не вовлекаются нормальные клетки, то при лечении достаточно хирургическим путем удалить этот опухолевый зачаток или уже в определенной степени сформировавшуюся опухоль, чтобы прекратить процесс развития раковой опухоли. Если же в процесс развития опухоли вовлекаются и нормальные клетки, то хирургическое удаление опухоли может оказаться недостаточным.

Как видим, и по этой проблеме пока еще идут дискуссии, и ни одна из предложенных гипотез не доказана ни теоретически, ни экспериментально, поэтому у ученых не сложилось общего мнения по данному вопросу. А неопределенность в этом вопросе может существенно влиять на результаты лечения раковой болезни.

Изменения в геноме

эволюция в лечении рака


Это весьма интересная и важная в теоретическом плане проблема онкологии. В нормальных клетках организма обычно поддерживается постоянство генома и числа хромосом. Так, у человека нормальным принято считать число хромосом в диплоидном наборе 2n = 46.

При развитии раковой опухоли происходят генные и хромосомные изменения. Причем эти изменения нарастают в процессе развития опухоли, т. е. с возрастом опухоли. В результате в опухоли образуются группы (клоны) клеток с различными геномами и различным числом хромосом. Опухоль превращается в новое независимое от организма хозяина существо, живущее самостоятельной паразитической жизнью.

В своей книге Г.Н. Лобко и Г.М. Порубова пишут: «Злокачественная опухоль представляет собой гетерогенную клеточную популяцию, состоящую из различных клонов. Еще в 50-х годах установлено, что число хромосом в клетке колеблется в широких пределах — от величины, значительно меньшей 2n, до величины, большей 4n.

Злокачественная опухоль — это своеобразная «мозаика», состоящая из различных клеточных клонов, различающихся как по хромосомному набору, так и по генетическим потенциям. По мнению Hauschka, любая опухоль, чем бы она ни была вызвана, представляет собой как бы новый биологический вид. Подобно биологическому виду каждая опухоль имеет типичную для нее гистограмму с определенным числом хромосом…

Казалось бы, что установлена явная закономерность: развитие опухоли сопровождается ростом числа хромосом в геноме опухолевых клеток. Однако имеется немалое количество экспериментов, результаты которых противоречат такой «закономерности». Так, эти же авторы отмечают: «Однако описаны случаи высокозлокачественных новообразований, клетки которых при исследовании G-исчерченности имели нормальный’ кариотип». Такие результаты были получены в клинике, в экспериментах на животных и при культивировании опухолевых линий in vitro.

Такие весьма различные и противоречивые результаты исследований изменений в геномах раковых опухолей пока не удалось объяснить с позиций современной онкологии и, по-видимому, не удастся и впредь, пока не будет выяснена истинная биологическая причина ракового заболевания.

ПОДРОБНОСТИ:   Лечение аконитом рака кожи

Эволюция раковых опухолей

В процессе развития опухоли изменяется обмен веществ ее клеток, как полагают, в результате нарушения специализации клеток. При этом происходит уменьшение органелл вплоть до их полного исчезновения, что приводит к нарушению тех функций клеток, которые органеллы обеспечивают в нормальных условиях. По мере развития опухолей скорость их роста увеличивается, как считают некоторые исследователи, не в результате укорочения цикла деления клеток, а за счет увеличения массы делящихся клеток. При этом клетки опухоли все больше и больше становятся независимыми от управляющих воздействий организма.

По мере развития опухоли ее клетки постепенно теряют способность вызывать защитную реакцию иммунной системы организма. И поэтому даже при нормальной компетентности иммунной системы опухолевые клетки имеют возможность для выживания и развития. Более того, в процессе своего развития опухоль приобретает резистентность (сопротивляемость) к различным лекарственным воздействиям. Причем все описанные выше изменения в опухоли могут происходить в различные моменты развития опухоли и появляться в различной последовательности.

Так как все изменения в раковых клетках сопровождаются существенными изменениями в геноме — от отдельных мутаций и до хромосомных нарушений, — то все эти приобретенные опухолью признаки в процессе ее развития являются наследственными. Поэтому развитие раковых опухолей можно рассматривать как некий эволюционный процесс, протекающий аналогично эволюции видов одноклеточных и многоклеточных организмов, А так как деление клеток и рост раковой опухоли обычно не прекращается, то, следовательно, и эволюция злокачественных опухолей происходит постоянно.

Итак, ученые установили, что злокачественные опухоли являются своеобразными организмами, которые эволюционируют так же, как и другие организмы. Следовательно, и движущие силы эволюции должны быть теми же самыми: изменчивость и естественный отбор. Именно с таких позиций и объясняют эволюцию раковых опухолей Г.Н. Лобко и Г.М.

Однако даже незначительное количество наследственно измененных клеток, обладающих определенными селективными преимуществами, подхватывается отбором и дает начало новым популяциям… Таким образом, опухолевая прогрессия — качественные изменения в процессе роста опухоли — представляет собой микроэволюционный процесс, в котором генетическая нестабильность клеток обусловливает генетическую и фенотип и чес кую гетерогенность клеточной популяции и создает основу для действия отбора по признаку наибольшей злокачественности». (Дарвин до слез умилился бы, прочитав эти строки).

И вновь мы видим, что описание того или иного явления, той или иной характерной черты развития опухоли осуществляется более или менее конкретно только с точки зрения «что это»? Но когда речь заходит о причинах и механизмах проявления описываемых явлений, то объяснения ограничиваются предположениями, гипотезами, догадками — и все это без серьезных обоснований.

Поэтому все эти предположения и догадки обычно вызывают массу вопросов, без разрешения которых наши знания о предмете исследований невозможно использовать ни в научном, ни в практическом плане. Такие сведения трудно причислить к научным знаниям.

1. Каковы причины нарушения дифференцировки (специализации) клетки, вызвавшей изменения обмена веществ? А может изменения обмена веществ вызвали нарушения специализации клеток?

2. В результате чего и как клегки раковой опухоли выходят из под контроля факторов организма, регулирующих рост и размножение клеток, т. е. почему они становятся неуправляемыми? А факторы организма — что это такое?

3. Почему нормальные клетки жизнеспособны, а раковые клетки нежизнеспособны? Тем не менее они не только выживают, но развиваются, количественно растут и вытесняют, уничтожают жизнеспособные нормальные клетки.

4. Под действием чего «наследственно изменяются» злокачественные клетки, т. е. в чем причина генетической нестабильности раковых клеток. Все клетки организма генетически стабильны, а у злокачественных клеток почему-то геномы изменяются.

5. Какими конкретно «определенными» селективными преимуществами должны обладать наследственно измененные клетки, чтобы их «подхватил отбор»? (Как «подхватывает» — это тоже интересный вопрос). Авторы указывают, что отбор действует по признаку наибольшей злокачественности, т. е. он «подхватывает» наиболее злокачественные клетки. Но что это такое злокачественность для клетки и какие преимущества она дает клетке? Почему отбор «любит» злокачественность?

6. Если начинается процесс естественного «рассасывания» опухоли, т. е. реверс в развитии раковой клетки, — это тоже эволюционный процесс, — то теперь отбор будет действовать по признаку «наибольшей доброкачественности» клетки?

Очень умный отбор! Все понимает!

Воздействия среды

Как известно, мутации бывают спонтанные (без видимых причин), а также индуцированные внешним воздействием на организм. В качестве таких воздействий, индуцирующих мутации, называют воздействия ионизирующих излучений, ультрафиолетовых излучений, различных химических веществ и др.

ПОДРОБНОСТИ:   Как правильно пить пищевую соду для оздоровления

Наличие индуцированного мутагенеза доказывает влияние окружающей среды на развитие злокачественной опухоли и на передачу по наследству тех изменений в опухоли, которые появились под воздействием окружающей среды и сопровождались индуцированными мутациями. Кроме того, как полагают, в процессе развития опухоли нарушаются нормальные взаимодействия между клетками, что также способствует росту опухоли.

Вот как об этом говорят ученые-специалисты: «Накопление вокруг опухоли токсических продуктов также сказывается на продолжительность клеточного цикла». Или «Повышение мутабельности опухолевых клеток в процессе опухолевой прогрессии может происходить не только вследствие нарушения их генетического аппарата, но и в результате повышения мутагенных свойств окружающей среды.

Мутантные опухолевые клетки выделяют в окружающую среду продукты измененного метаболизма. Кроме того, опухолевый рост сопровождается нарушением системных связей между клетками, что приводит к ухудшению снабжения опухолевых клеток питательными веществами» или «При нарушении условий среды повышается частота мутаций, а мутации в свою очередь повышают чувствительность клеток к мутагенным факторам».

Nicolson также считает, что межклеточные взаимодействия в популяции опухолевых клеток могут быть одним из факторов, поддерживающих развитие клеточного разнообразия в опухоли. И еще: « Усиливать генетическую гетерогенность неоплазм могут также многие факторы, применяемые в терапевтических целях: химиотерапия, лучевая терапия и другие виды воздействия».

Таким образом, и изменение метаболизма опухолевых клеток, и терапевтические воздействия являются воздействиями окружающей среды на раковую клетку, вызывающими индуцированные мутации в ее геноме. Наконец-то генетики стали признавать влияние окружающей среды на геном клетки, пусть хотя бы в виде «индуцированных мутаций».

Но каков механизм индуцирования мутаций? Как, например, изменение химического состояния окружающей клетку среды через две мембраны клетки и ядра воздействуют непосредственно на геном и изменяют его содержание, т. е. индуцируют мутацию? Причем мутацию ни где попало, а в определенном месте и определенного гена.

Но конкретный механизм этой связи, закономерности индуцирования мутаций до сих пор еще неизвестны. Если, например, в физике индукция — это вполне определенное, конкретное явление, протекающее по определенному закону, описываемому конкретными математическими уравнениями, то в генетике слово индукция призвано в определенной мере сгладить наше незнание механизма воздействия окружающей среды на геном клетки.

На самом деле пока можно говорить лишь о том, что химическое (или физическое) воздействие окружающей среды на клетку вызывает те или иные мутации в ее геноме. А какие мутации конкретно и каким образом они вызываются — это нам пока неизвестно. Я подчеркиваю, воздействия не на геном, а на клетку.

Поэтому, когда говорят, что «…существенную роль в модуляции генной экспрессии и изменении фенотипических признаков опухолевых клеток может играть специфика микросреды, окружающей мутантные клетки с измененным метаболизмом, что, как полагают, создает предпосылки для самоподдержания высокого уровня генотипической нестабильности опухолевых клеток», то надо понимать, что такое явление существует, но причины возникновения и закономерности его развития нам пока еще неизвестны.

И эти неизвестные механизмы и закономерности воздействия окружающей среды на клетку представляют собой весьма и весьма важную проблему как биологии, так и медицины, как с теоретической, так и с практической точек зрения. Эту проблему мы рассмотрим во второй и в третьей частях книги.

О различии в развитии

Существенный теоретический и практический интерес ученых-онкологов вызывает вопрос о различиях в закономерностях развития нормальных и злокачественных клеток. С одной стороны, как нормальные, так и злокачественные клетки являются живыми организмами и, следовательно они должны развиваться по одним и тем же закономерностям живой природы.

Но с другой стороны, у злокачественных клеток имеются признаки, существенно отличающие их от нормальных клеток, такие, например, как «безудержное» постоянное деление, «неподчинение» регулирующим воздействиям организма-хозяина, и др. Поэтому и в данном вопросе мнения ученых неоднозначны. Мы видим, что, как и в других случаях, есть явление (есть факт), но нет теоретического объяснения, нет обоснования существования этого явления.

Во многих таких случаях специалисты вынуждены довольствоваться предположениями или гипотезами, построенными на результатах отдельных экспериментов. При этом действие таких гипотез нередко распространяют без должных теоретических обоснований и на другие, подобные исследованным, явления. Поэтому при чтении биологической, в том числе и медицинской, научной литературы довольно часто встречаешь совсем «ненаучные» слова: признано, общепризнано, полагают, считают, по-видимому, и т. д. и т. п.

https://www.youtube.com/watch?v=O_urPXDqaZA

You May Also Like

Adblock detector