Биомедицинское сообщество должно признать и защищать методы профилактики рака с тем же энтузиазмом, с которым сейчас оно на них нападает.
Питер Гринвальд
Отделение профилактики рака, Национальный институт рака, Национальный институт здоровья, Бефезда, Мэриленд, США [339] .
Недавно было выдвинуто предположение, что опухоли возникают из особых стволовых раковых клеток, обладающих свойствами обычных стволовых, в том числе способностью к самообновлению и превращению в другие типы клеток. Эта теория объясняет генетическую нестабильность рака, которая затрудняет лечение в рамках одной только традиционной медицины. В развитии рака существует три основные стадии: начальная, когда клетка становится дораковой из-за повреждения ДНК; затем стадия развития, когда первичная клетка превращается в популяцию дораковых клеток; и, наконец, стадия распространения. Две группы мощных биохимических веществ – гормоны и факторы роста – регулируют рост и дифференциацию нормальных клеток, однако нарушение их активности и экспрессии может привести к возникновению рака и его пролиферации.
«Раком» болезнь назвал греческий врач Гиппократ. Название не слишком удачное, поскольку вызывает в воображении существо, которое если вцепится, то не отпустит. Этот образ совершенно неверен, и раковые клетки – это наши нормальные клетки, которые по каким-то причинам плохо себя ведут.
Многие ткани имеют стволовые клетки, помогающие восстановлению при повреждении. Гиппокамп в мозге, ответственный за память, сжимается у людей в хроническом стрессе или страдающих от тяжелой депрессии, однако восстанавливается, если дела идут лучше, поскольку содержит большой запас стволовых клеток. В отличие от обычных клеток, эти умеют обновляться и превращаться в другие типы клеток. (Подобные свойства эмбриональных стволовых клеток изучаются учеными всего мира как возможное средство восстановления поврежденной ткани: например, спинно-мозговых нервов у людей, парализованных в результате несчастного случая.)
До недавних пор большинство ученых полагали, что клетки рака происходят от обычной клетки-предшественницы, которая была вполне нормальной клеткой молочной железы или яичников и на каком-то этапе – возможно, за годы до обнаружения опухоли – запустила программу неправильного воспроизводства. Недавно была выдвинута мысль, что опухоли возникают из специализированных клеток, названных раковыми стволовыми клетками, которые обладают свойствами обычных стволовых клеток, в том числе способностью к самообновлению и превращению в другие типы. Ученые предположили, что отдельная субпопуляция таких клеток перерождается в опухоль и что в этом причина возвращения и метастазирования рака [340] . Анализ клеточных источников рака в различных органах поддерживает эту теорию: она указывает, что наиболее вероятной клеткой-предшественницей всех изучаемых опухолей была стволовая клетка, необходимая для обновления нормальной ткани. Противники теории не отрицают существования стволовых раковых клеток. Они лишь утверждают, что большинство клеток опухоли имеют качества стволовых. Теория объясняет и генетическую нестабильность раковых клеток – именно поэтому они могут быстро становиться резистентными ко многим типам традиционного лечения.
Еще в XIX веке патологи обратили внимание на сходство эмбриональной и раковой ткани, предположив, что опухоли возникают из эмбрионоподобных клеток. Представление о том, что ткань взрослого человека содержит эмбриональные остатки, которые могут активизироваться и вызывать рак, была сформулирована в 1874 году как «теория спящего эмбрионального рака». То, что рак возникает из ткани стволовых клеток у взрослых, – это современная версия теории, выдвинутой более 130 лет назад!
Теория раковых стволовых клеток очень важна, если мы вспомним о роли факторов роста в стимуляции рака, поскольку судьба нормальных стволовых клеток (то есть того типа клеток, в который они превратятся, – к примеру, клеток молочной железы, яичников или кожи) зависит от клеточных сигналов, поступающих в том числе от факторов роста. Весьма вероятно, что факторы роста контролируют происходящее со всеми стволовыми клетками, включая раковые. Пути сигналов у эмбриональных и раковых клеток считаются одинаковыми [341] . Таким образом, роль факторов роста в развитии рака как заболевания становится центральной. Это обсуждается ниже.
Все дело в генах?
Живя в эпоху расшифровки человеческого генома, мы склонны верить, что являемся собранием генов в герметически запечатанном мешке и возникновение любого заболевания может быть результатом действия неправильного гена. Эта упрощенная модель не принимает во внимание наше взаимодействие с окружающей средой, например подверженность ядовитым веществам вроде табачного дыма, который способен стимулировать рак легких. Повреждение ДНК, материала, из которого созданы наши гены, критично для начала рака [342] , но это повреждение и развитие рака молочной железы и яичников связано с факторами образа жизни и состоянием окружающей среды. Есть различные механизмы восстановления, и только если наносимый вред длителен, рак превращается в заболевание.
Развитие рака из отдельной поврежденной клетки, которую некоторые ученые считают стволовой, ее превращение в группу поврежденных клеток, в неагрессивный рак и, наконец, в крайне агрессивный связывается с постоянным накоплением мутаций. Клетки развитого рака обычно имеют множество генетических изменений и хромосомных перестановок, хотя последние считаются результатом, а не причиной злокачественности. Число мутаций, требующихся для развития рака, зависит от его типа.
С момента первого издания этой книги наука прошла долгий путь к более качественному пониманию генов роста, генов запрета роста и генов починки, которые порождают рак, если начинают работать неправильно. Гены роста, или протоонкогены, кодируют в клетках белки нормального роста, передающие сигналы в ядро (центр контроля клетки), стимулируя рост в ответ на белки и другие вещества в межклеточной жидкости. Сигнальный процесс состоит из серии шагов, которые начинаются в клеточной мембране, переходят к группе белков-посредников в клеточной цитоплазме и завершаются активацией факторов в клеточном ядре, помогая провести его через цикл роста и размножения (рис. 2.1). Ненормальный рост популяции раковых клеток возникает из-за чрезмерной активности на одном или нескольких этих этапов [343] . Интересно, что схема поведения раковых клеток в книге Вулфа «Основная и системная патология», главном учебнике студентов-медиков Великобритании, показывает значительное увеличение факторов роста в межклеточной жидкости.