Канцерогенез

А. Особенности деления клеток

Клетки организма обычно находятся под жестким «социальным» контролем: они делятся до образования контактов с соседними клетками, после чего деление останавливается. Такое явление известно как контактное торможение. Исключением составляют эмбриональные клетки, эпителий кишечника (постоянная замена отмирающих клеток), клетки костного мозга (кроветворная система) и опухолевые клетки. Неконтролируемая пролиферация считается важнейшим отличительным признаком опухолевых клеток.

На схеме показано деление клеток в культуре. В то время как нормальные клетки в условиях in vitro делятся до установления контакта с соседними клетками (примерно 20-60 циклов), опухолевые клетки делятся неограниченно долго и не подвержены контактному торможению.

Б. Трансформация клеток

Превращение нормальной клетки в опухолевую носит название трансформация.

В медицине принято различать доброкачественные и злокачественные (малигнизирующие) виды опухолей. Доброкачественные опухоли растут относительно медленно и состоят из дифференцированных клеток. Малигнизирующие опухоли, напротив, демонстрируют способность к быстрому и инвазивному росту и к метастазированию (образованию вторичных опухолей). В соответствии с происхождением опухоли различают примерно 100 различных видов опухолей. В Европе и Северной Америке смертность от онкозаболеваний составляет более 20% от общего числа летальных исходов.

Нормальным клеткам присущи все свойства полностью дифференцированных клеток, выполняющих в организме определенные функции. Они не делятся и обычно находятся в фазе покоя (G₀-фазе, см. рис. 381). Эти клетки полиморфны и их форма определяется структурированным цитоскелетом.

Напротив, опухолевые клетки часто недифференцированы, по ряду свойств они напоминают эмбриональные клетки и делятся неограниченно; у них изменена клеточная мембрана и они нечувствительны к контактному торможению. Цитоскелет у опухолевых клеток также изменен, часто редуцирован, из-за чего они имеют более или менее округлую форму. Опухолевые клетки могут содержать несколько ядер, не типичных по форме и размерам.

Для клинической идентификации опухолей важно располагать опухолевыми маркерами. Обычно это белки, которые продуцируются опухолевой клеткой (группа 1) или синтезируются другими клетками, взаимодействующими с опухолевыми (группа 2). К опухолевым маркерам группы 1 относятся опухоль-ассоциированные антигены, секретируемые гормоны и ферменты. В таблице перечислено несколько маркеров этого типа.

Превращение нормальной клетки в трансформированную — процесс многостадийный.

1. Инициация. Почти каждая опухоль начинается с повреждения ДНК в отдельной клетке. Этот генетический дефект может быть вызван канцерогенами, например канцерогенными веществами (в частности компонентами табачного дыма), физическими факторами (УФ-излучение, рентгеновские лучи, см. рис. 253) или онкогенными вирусами (см. рис. 391). По-видимому, в течение человеческой жизни немалое числи клеток организма из общего их числа 10¹⁴ претерпевает повреждение ДНК. Однако для инициации опухоли важны лишь повреждения протоонкогенов (см. рис. 385). Эти повреждения являются наиболее важным фактором, определяющим трансформацию соматической клетки в опухолевую. К инициации опухоли может привести и повреждение антионкогена (гена-онкосупрессора, см. рис. 385).

2. Промоция опухоли это преимущественное размножение измененных клеток, поврежденных опухоль-инициирующими факторами. Такой процесс может длиться годами. В качестве модельных веществ, инициирующих развитие опухоли, используются форболовые эфиры — вещества растительного происхождения (из растений семейства молочайных), являющиеся активаторами протеинкиназ С (см. рис. 385).

3. Прогрессия опухоли — это процессы размножения малигнизированных клеток, инвазии и метастазирования, ведущие к появлению злокачественной опухоли.