_MG_stain.jpg/1280px-Multiple_myeloma_(1)_MG_stain.jpg)
Жизненный цикл раковой клетки
Раковые клетки — это клетки, которые постоянно делятся, образуя твердые опухоли или наводняя кровь или лимфу аномальными клетками. Деление клеток — это нормальный процесс, используемый организмом для роста и восстановления. Родительская клетка делится, образуя две дочерние клетки, и эти дочерние клетки используются для создания новой ткани или для замены клеток, которые умерли из-за старения или повреждения. Здоровые клетки прекращают делиться, когда больше нет необходимости в большем количестве дочерних клеток, но раковые клетки продолжают производить копии. Они также способны распространяться из одной части тела в другую в процессе, известном как метастазирование . [1]
Существуют различные категории раковых клеток, определяемые в зависимости от типа клеток, из которых они происходят. [2]
Раковые клетки имеют отличительные гистологические особенности, видимые под микроскопом. Ядро часто большое и нерегулярное, а цитоплазма также может иметь аномалии. [3]
Форма, размер, белковый состав и текстура ядра часто изменяются в злокачественных клетках . Ядро может приобретать бороздки, складки или углубления, хроматин может агрегировать или рассеиваться, а ядрышко может увеличиваться. В нормальных клетках ядро часто имеет круглую или сплошную форму, но в раковых клетках контур часто нерегулярный. Различные комбинации аномалий характерны для различных типов рака, в той степени, в которой внешний вид ядра может использоваться в качестве маркера при диагностике и стадировании рака . [4]
Раковые клетки образуются, когда гены, отвечающие за регуляцию деления клеток, повреждаются. Канцерогенез вызывается мутацией и эпимутацией генетического материала нормальных клеток, что нарушает нормальный баланс между пролиферацией и гибелью клеток. Это приводит к неконтролируемому делению клеток в организме. Неконтролируемая и часто быстрая пролиферация клеток может привести к доброкачественным или злокачественным опухолям (рак). Доброкачественные опухоли не распространяются на другие части тела и не проникают в другие ткани. Злокачественные опухоли могут проникать в другие органы, распространяться в отдаленные места ( метастазы ) и становиться опасными для жизни.
Для канцерогенеза необходимо более одной мутации. Фактически, обычно требуется серия из нескольких мутаций в определенных классах генов, прежде чем нормальная клетка трансформируется в раковую. [5]
Повреждение ДНК может быть вызвано воздействием радиации, химикатов и других источников окружающей среды, но мутации также накапливаются естественным образом с течением времени из-за неисправленных ошибок в транскрипции ДНК , что делает возраст еще одним фактором риска. Онковирусы могут вызывать определенные типы рака, и генетика, как известно, также играет свою роль. [6]
Исследования стволовых клеток показывают, что избыток белка SP2 может превратить стволовые клетки в раковые. [7] Однако недостаток определенных костимулируемых молекул, которые помогают антигенам взаимодействовать с лимфоцитами, может нарушить функцию естественных клеток-киллеров, что в конечном итоге приведет к раку. [8] [ проверка не удалась ]
Когда клетка испытывает дефицит способности восстанавливать повреждения ДНК , такие повреждения, как правило, сохраняются внутри клетки на повышенном уровне. Эти повреждения при репликации ДНК клетки могут вызывать ошибки репликации, включая мутации , которые приводят к раку. Было описано множество наследственных нарушений репарации ДНК, которые увеличивают риск рака (см. статью Википедии Расстройство дефицита репарации ДНК ). Кроме того, было обнаружено, что определенные ферменты репарации ДНК испытывают дефицит при множественных видах рака. Например, недостаточная экспрессия фермента репарации ДНК O-6-метилгуанин-ДНК-метилтрансферазы наблюдается при нескольких различных видах рака (см. статью Википедии O-6-метилгуанин-ДНК-метилтрансфераза ). Хотя дефицит репарации ДНК может предрасполагать клеточную линию к развитию рака, повышенная (а не сниженная) экспрессия способности к репарации может также возникать при прогрессировании линий раковых клеток, и эта способность может быть клинически важной, как было рассмотрено Линггом и др. [9] Например, ген репарации ДНК DMC1 кодирует белок, который обычно экспрессируется только в клетках, претерпевающих мейоз , где он помогает поддерживать неповрежденную зародышевую линию . Однако DMC1 также экспрессируется в различных линиях раковых клеток, включая линии клеток рака шейки матки, молочной железы и лимфомы. [9] Экспрессия генов репарации мейотической ДНК, таких как DMC1, может способствовать росту опухолевых клеток, борясь с эндогенным повреждением ДНК внутри опухоли, а также может снижать эффективность противораковой терапии, такой как лучевая терапия . [9]
Клетки, играющие роль в иммунной системе, такие как Т-клетки , как полагают, используют двойную систему рецепторов, когда они определяют, убивать ли больные или поврежденные клетки человека. Если клетка находится в состоянии стресса, превращается в опухоль или инфицирована, вырабатываются молекулы, включая MIC-A и MIC-B, чтобы они могли прикрепиться к поверхности клетки. [8] Они помогают макрофагам обнаруживать и убивать раковые клетки. [10]
Ранние свидетельства человеческого рака можно интерпретировать из египетских документов (1538 г. до н. э.) и мумифицированных останков. [11] В 2016 году Эдвард Джон Одес (докторант анатомических наук из Медицинской школы Витватерсранда , Южная Африка) и его коллеги сообщили об остеосаркоме возрастом 1,7 миллиона лет , которая представляет собой старейшую задокументированную злокачественную раковую опухоль гомининов . [12]
Понимание рака значительно продвинулось в эпоху Возрождения и в эпоху Великих географических открытий . Сэр Рудольф Вирхов , немецкий биолог и политик , изучал микроскопическую патологию и связывал свои наблюдения с болезнью. Его называют «основателем клеточной патологии». [13] В 1845 году Вирхов и Джон Хьюз Беннетт независимо друг от друга наблюдали аномальное увеличение белых кровяных клеток у пациентов. Вирхов правильно определил это состояние как заболевание крови и назвал его leukämie в 1847 году (позже англизировано как лейкемия ). [14] [15] [16] В 1857 году он первым описал тип опухоли, называемой хордомой , которая возникла из ската (у основания черепа ) . [17] [18]
Раковые клетки обладают уникальными свойствами, которые делают их «бессмертными», по мнению некоторых исследователей. Фермент теломераза используется для продления жизни раковой клетки. В то время как теломеры большинства клеток укорачиваются после каждого деления, в конечном итоге приводя к гибели клетки, теломераза удлиняет теломеры клетки. Это основная причина того, что раковые клетки могут накапливаться с течением времени, создавая опухоли.
В феврале 2019 года ученые-медики объявили, что иридий , присоединенный к альбумину , создавая фотосенсибилизированную молекулу , может проникать в раковые клетки и после облучения светом (процесс, называемый фотодинамической терапией ) уничтожать раковые клетки. [19] [20]