Знание-сила, 2009 № 03 (981) - [9]
Ученые объясняют эту стойкость «семян зла» тем, что они, по-видимому, лишены важнейшей способности клеток — умения совершать самоубийство, если их ДНК повреждена. Подобное «добровольное самоистребление» обычно идет на пользу любому живому организму — очищает его от переродившихся клеток. В данном же случае отказ от запрограммированной смерти полезен «организму» опухоли — помогает ему возродиться после самой жестокой катастрофы, после курса лечения.
Стволовые клетки под микроскопом
Большинство людей представляют себе раковую карциному как бесформенную массу клеток, которые делятся с поразительной частотой. Но, как сказано выше, в последние годы в среде ученых утвердился совсем иной взгляд на ее природу. Теперь мы знаем, что опухоль — это не скопление одних и тех же мутировавших клеток, а своего рода организм, состоящий из своих — раковых — стволовых клеток и порожденных ими специализированных, или «рабочих», клеток. Последние постоянно делятся, увеличивая массу опухоли. Первых же можно назвать по аналогии с миром пчел и муравьев «матками», или «царицами».
Их обнаружил в 1997 году Джон Дик, изучая образцы тканей, изъятых из организма пациентов, страдавших от одной из самых агрессивных форм лейкемии. Однако при инъекции этих клеток мышам лишь отдельные животные заболевали данной разновидностью рака. Очевидно, только часть раковых клеток — малая доля — способна породить новую опухоль. По итогам эксперимента Дик высказал гипотезу, что среди множества раковых клеток есть отдельные стволовые, которые и поддерживают жизнь опухоли. Ему удалось изолировать и частично описать их, то бишь указать характерные протеины на их поверхности, благодаря которым их можно выявить.
Количество стволовых клеток в различных карциномах заметно варьируется. Если при лейкемии, по оценке Дика, на 100 тысяч, а то и миллион переродившихся клеток крови приходится всего одна стволовая, то в некоторых опухолях головного мозга, например, в глиобластомах (наиболее быстро развивающихся опухолях мозга), двадцать процентов клеток — стволовые. Кроме того, из исследований, проведенных в Мичиганском университете в 2005 году, явствует, что содержание этих клеток в опухоли на различных стадиях заболевания ощутимо разнится.
Джон Дик полагает, что агрессивность опухоли напрямую связана с количеством стволовых клеток, содержащихся в ней: чем их больше, тем быстрее растет карцинома и тем раньше она начинает порождать метастазы. Но откуда берутся эти стойкие клетки? Это-то и непонятно пока ученым.
По предположению Джона Дика, речь идет об обычных стволовых клетках, которые претерпели роковые мутации, вызванные, например, попаданием в организм вредных веществ — канцерогенов или действием радиоактивного излучения. Теперь они превратились в нечто инородное организму, в раковые стволовые клетки. Доктор Джекил стал мистером Хайдом.
Так, Питер Диркс из Торонто выявил зародыши рака при опухоли головного мозга, причем на их поверхности находится протеин CD133, характерный для обычных стволовых клеток крови или головного мозга. Будучи пересажены в организмы подопытных мышей, «семена зла» дали новые всходы — раковые опухоли. «Складывается ощущение, что для заболевания раком нужно очень-очень мало клеток. Может быть, достаточно всего одной-единственной клетки, — рассуждает Питер Диркс. — В каком-то смысле после открытия раковых стволовых клеток становится не легче, а труднее».
Да, труднее. Стволовые клетки играют очень важную роль в организме человека, а потому природа позаботилась о них. Они располагают эффективной системой ремонта ДНК, а также мощными насосами, с помощью которых удаляют проникшие в них ядовитые вещества. И все эти превосходные средства самозащиты наследуют их раковые двойники. Это помогает им спокойно переносить курс терапии, после которого опухоль сжимается буквально до микроскопических размеров. Однако то, что осталось, это те самые семена, из которых взойдет новая поросль метастаз.
Чем больше нового ученые узнают о природе рака, тем настойчивее стараются использовать эти знания на практике. Как выяснилось, например, раковые стволовые клетки укрываются обычно в окрестности кровеносных сосудов. Эксперименты на подопытных мышах показали, что эти клетки подпитываются эндотелием — однослойным пластом специализированных клеток, выстилающих поверхность кровеносных и лимфатических сосудов. В опытах с животными ученые изолировали раковые клетки от эндотелия, и тогда их активность снижалась, опухоль переставала расти.
Иной подход демонстрирует Джереми Рич. В своих экспериментах он воссоздавал утраченный у раковых клеток механизм добровольной смерти, и тогда их удавалось уничтожить путем радиоактивного облучения.
К сожалению, мы пока очень плохо умеем отличать раковые стволовые клетки от всех остальных. А ведь эти различия можно было бы использовать в борьбе с раком!
Упомянутый выше Майкл Кларк обнаружил, что «семена зла» мечены своим генетическим знаком. Сравнивая здоровые клетки, извлеченные из молочной железы, с раковыми стволовыми клетками, прижившимися там же, он выявил, что в ДНК последних особенно важную роль играют 186 генов. Дополнительные исследования показали, что пациентки, в опухоли которых обнаружена эта метка, умирают сравнительно рано. Более того: похожая закономерность выявлена и в случаях заболевания раком легких и раком предстательной железы, а также при определенной опухоли головного мозга — медулобластоме.
