18 юни 2019
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Говорят медиците
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Отличителните признаци на рака

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 11 октомври 2015 в 10:23137435
Десетте отличителни признака на рака според Уайнбърг и Ханахан.  Илюстрация: адаптирана от Hanahan D, Weinberg R. A. (2011). Превод: Марина Николова

Ракът се характеризира с огромно разнообразие както между отделните тумори, така и между клетките, изграждащи даден тумор. Двама учени елегантно опростяват и обобщават  характеристиките, споделяни от всички ракови клетки.

За много хора думата „рак“ е равна на смъртна присъда. Ракът е широко разпространено заболяване и статистиката сочи, че всеки от нас е близък с поне един онкоболен. „Чумата на 21ви век“ засяга лично и дълбоко не само болните, но и техните семейства и приятели. За съжаление, не са много хората, които имат нужните знания, за да разберат какво всъщност представлява ракът. В такива случаи лекарският онкологичен жаргон е плашещ, вместо информативен, а от там и погрешните разбирания за заболяването и неговия изход. В тази статия накратко са обобщени основните прилики между видовете рак и са въведени някои основни научни термини в онкологията.

Терминът „рак“ обединява над 200 специфични болести. Един тумор може да съдържа стотици различни мутации, като всяка клетка притежава разнородни качества. Именно многообразието затруднява откриването на причината и правилното лечение в много от случаите. Въпреки това, задълбочените научни изследвания са показали, че могат да се обособят десет отличителни признака на рака, обединяващи раковите клетки чрез техни общи характеристики.

Хиляди изследвания в няколко страници

През 2000 г. Роберт Уайнбърг, член-основател на института „Уайтхед“, (Robert Weinberg, Whitehead Institute) и Дъглас Ханахан, директор на швейцарския институт за експериментални изследвания в областта на онкологията, (Douglas Hanahan, Swiss Institute for Experimental Cancer Research) публикуват статия в научното списание „Клетка“ (Cell). Публикацията носи името „Отличителни признаци на рака“ (The Hallmarks of Cancer) и съдържа обобщение на шестте характеристики, споделяни от всички ракови клетки. Тя е първото по рода си издание, което синтезира експлозията от информация в няколко страници добре структуриран текст. Бързо се превръща в най-цитираната някога статия на „Клетка“. Единадесет години по-късно, авторите създават обновената версия - „Отличителни признаци на рака: Следващото поколение“ (Hallmarks of Cancer: The Next Generation). В нея „оригиналните“ шест признака са актуализирани, а в допълнение са въведени четири нови. В следващите редове са представени накратко първите шест признака.

Кои са шестте отличителни признака?

В оригиналната статия са описани шест основни отличителни характеристики, общи за всички ракови клетки.

1. Поддържане не пролиферативните сигнали - иначе казано, раковите клетки нямат нужда някой да им казва, че трябва да се размножават, за да го направят. Клетъчното размножаването (клетъчно делене) се контролира от растежни фактори (РФ). Това са вещества, обикновено протеини, които не циркулират в кръвообращението, а действат на локално ниво. Специализирани клетки произвеждат РФ, който се улавя от рецептори по повърхността на клетката-приемник. Може да си го представите като ключ (растежен фактор) и ключалка (рецептор). Определен ключ може да отключи определена ключалка. При взаимодействие, клетката-приемник получава сигнал за размножаване.

Раковите клетки се размножават дори при липсата на такъв сигнал и за това може да има няколко причини. Първо, понякога са способни сами да си произвеждат РФ дори когато не бива да се размножават. (Имат си машина за производство на ключове и не им е нужен ключар.) Второ, някои ракови клетки имат изменения в структура на рецепторите, така че получават постоянен сигнал за пролфиерация. (Ключалката е счупена и няма нужда от ключ.) Трето, понякога има патологични изменения в някой от останалите участници в процеса на клетъчно размножаване, така че то е непрекъснато. (Защо ми е ключ, като дори стени няма?)

2. Неподатливост към растежни супресори - растежните супресори също са протеини, действащи на принципа ключ-ключалка, но вместо да предизвикват, те потискат клетъчното делене. Крайният резултат е неконтролируемо размножаване - типична черта на всички туморни клетки.

По повърхността си, някои ракови клетки притежават по-малко рецептори за приемане на сигнала „стоп на размножаването“ (Недостатъчен брой ключалки). Други клетки имат достатъчно на брой, но мутирали, така че не могат да приемат сигнала (Ключът не пасва в ключалката). В много случаи, има изменения в други не по повърхността, а вътре в самите клетки-приемници, които пречат сигнала да бъде уловен (Защо ми е ключ, като дори стени няма?).

3. Устояване на клетъчна смърт - раковите клетки не се поддават на програмираното самоунищожение (наричано още апоптоза), което е закодирано във всяка клетка на човешкото тяло. Ако дадена клетка открие непоправима повреда в своето ДНК или пък е вече ненужна (например диференцирането на пръстите на краката и ръцете), тя активира своето саморазрушение. Това е един вид алтруизъм, защото увредената клетка се самоубива, за да не навреди или попречи на развитието на целия организъм. Раковите клетки егоистично устояват на апоптозата и продължават да растат и да се размножават.

Участниците в програмираната клетъчна смърт се делят основно на регулатори и ефектори. Регулаторите следят за изменения във вътрешността на клетката и в заобикалящата я среда и решават кога е нужно да се самоунищожи. Ефекторите извършват самоунищожението по даден от регулаторите сигнал. Мутации както на регулаторите, така и на ефекторите може да направят клетка резистентна към апоптоза - отличителна черта на раковите клетки.

4. Неограничен потенциал за клетъчна репликация - клетките в тялото ни притежават вградена автономна „програма“, която ограничава размножаването им (клетъчна репликация), независимо от външни сигнали. Това означава, че дадена клетка може да премине през определен брой деления (между 40 и 60). Раковите клетки обаче могат да се делят до безкрайност.

Причината се крие в теломерите. Теломерите са участъци от ДНК, окончаващи краищата на хромозомите (носителите на генетичния материал), и предпазват ДНК от увреда. Те се скъсяват при всяко делене на клетките и когато станат прекалено къси, стават неспособни да предпазват ДНК - достигат лимита на клетъчно делене. Веднъж достигнали този лимит, клетките остават живи, но спират да растат и да се размножават - състояние, наречено клетъчна старост. Раковите клетки умеят да удължават постоянно своите теломери, така че не достигат до този лимит. Следователно, те подължават да растат и да се делят неконтролируемо.


Теломерите се скъсяват с всяко следващо клетъчно делене. Илюстрация: адаптирана от Natuerlich Gesund. Превод: Марина Николова 

5. Ангиогенеза (образуване на нови кръвоносни съдове) - както здравите, така и раковите клетки имат нужда от достъп до кислород, хранителни вещества и възможност за отделяне на отпадъчни вещества и въглероден диксид. Тези жизнено важни обменни процеси се извършват в кръвоносните съдове. В здравия възрастен организъм, нови кръвоносни съдове се образуват само временно и в определени случаи, например заздравяване на рани. От друга страна, клетките, изграждащи тумор, почти неспирно предизвикват ангиогнеза. Доброто кръвоснабдяване на тумора поддържа жизнените процеси на изграждащите го клетки и те продължават да растат и да се делят, а туморът - да се уголемява.

6. Активиране на инвазия и метастаза - важна и опасна особеност на туморите е тяхната способност да образуват метастази. Метастазите представляват група от клетки, откъснали се от основния тумор, които са създали нов, вторичен тумор в друга част на тялото. Обратно на общоприетото мнение, те често се получават и в начален стадий на заболяването, преди да са се появили каквито и да е симптоми.

В нормални условия, клетките мигрират само по време на ембрионално делене и при възпаление. Това се случва чрез препрограминае на клетките, наречено епително-мезенхимна трансформация (ЕМТ). Епителната тъкан е изградена от плътно разположени една до друга клетки, които са здраво закрепени една за друга и за основата на тъканта. От друга страна, мезенхимната тъкан се харалтеризира съв свободно движение на клетките. Раковите клетки често придобиват генни изменения, които им позволяват да се превръщат от епителни в мезенхимни клетки (ЕМТ) - по този начин се придвижват до друга част на тялото. Веднъж „избрали“ си локация, клетките отново стават епителни 

Епително-мезенхимна трансформация. Съкращения: ЕМТ, епително-мезенхимна трансформация; МЕТ, мезенхимно-епителна трансформация. Илюстрация: адаптирана от Valverde P. et al. (2004) Превод: Марина Николова

Това са шестте основни отличителни белези на рака. Останалите четири признака, открити през 2011 се делят на две групи - предразполагащи и изникващи. Може да прочетете повече за тях във втората част на статията.

Източници:

Hanahan D, Weinberg R. A. (2000) The Hallmarks of Cancer. Cell,100(1), pp.57–70.

Hanahan D, Weinberg R. A. (2011) Hallmarks of Cancer: The Next Generation. Cell, 144(5), pp 646-74.

Samarasinghe B. (2013) Web blog posts. Stories by Buddhini Samarasinghe. Scientific American


Препоръчани материали
Адриан Ганчев 15.11 2015 в 22:07 5
+ 2
- 0
https://books.google.de/books?id=aGyqLIoP1kUC&pg=PA248&hl=de#v=onepage&q&f=false
Надявам се това да ви покаже, че има такива клетки
Спаска Станилова 12.10 2015 в 21:50 4
+ 1
- 0
Обърнах внимание на грешката Ви единсквено с цел да се подобри качеството на статията, а не просто да Ви критикувам. Освен това тя не е единствена. Не случайно Ви писах да се консултирате със специалист, като нямам предвид само образованието. Като преподавател с 30г стаж и изпитани хиляди студенти съм доста добре осведомена както за нивото на завършващите студенти, така и за видовете тъкани при животните и човека. Дори когато информацията се предава опростено, това не означава че тя трябва да не е терминологично точна.
Марина Николова 12.10 2015 в 16:52 3
+ 1
- 0
Съжалявам, в бързината съм допуснала съм правописна грешка: Осведомявате.
Марина Николова 12.10 2015 в 16:30 2
+ 7
- 0
Г-жо Станилова, трябва да Ви разочаровам, че имам образование в "съответната област", и смятам, че Вие грешите. Няма термин "мезенхимен орган", а мезенхимни клетки и тъкани. Уви, клетките образуват тъкани, които от своя страна образуват органи. Инфорамцията тук е представена в много опростен вид, за да бъде достъпна за широката публика, но в същото време съм се постарала да представя правилно най-важните факти, открити от учените до днес. Благодаря, че сте обърнали внимание на статия ми, но Ви моля да се усведомявате добре преди да критикувате.
Спаска Станилова 12.10 2015 в 15:14 1
+ 0
- 0
За съжаление и в таза статия са допуснати съществени грешки от научна гледна точка. Най- ярката е: мехенхимна тъкан. Няма такава тъкан, има мезенхимни органи. Отново бих посъветвала авторите, разбира се ако искат да бъдат точни, да се съветват със специалисти в съответните области. Та нали точната употреба на термини е най-характерно за научното мислене и изказ.
 
Още от : Биология
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.