Раковые клетки что это
Программы лечения рака
Виды рака могут классифицироваться в зависимости от местонахождения опухоли, её размеров, причины возникновения и др. На развитие опухолевого процесса в организме могут влиять различные факторы, от неправильного питания до генетической наследственности. Все виды рака требуют определенной схемы лечения, что позволяет сохранить нормальное течение жизни.
Виды рака характеризуются отличием клеточного строения опухоли, динамикой развития, а также уровнем выживания во время лечения.
Онкологические заболевания могут возникать во всех системах и органах организма. Классификация видов онкологических заболеваний происходит в зависимости от места локализации опухоли и множества других факторов. Так процесс развития злокачественной опухоли может происходить в желудочно-кишечном тракте, мочеполовой системе, верхних дыхательных путях и грудной клетке, коже, скелете и мягких тканях, кровеносной и лимфатической системе, головном и спинном мозге. Рак представляет собой активное прогрессирующее патологическое разрастание атипичных клеток, заменяющих нормальные ткани.
Многие виды рака легко диагностируются на ранних стадиях, что позволяет победить онкологическое заболевание результативно и эффективно. В латентный период, когда симптомы и признаки рака еще не проявились у больного, но размножение раковых клеток уже происходит, выявляется форма и вид онкологического заболевания.
Все виды рака проявляются симптоматикой в зависимости от местонахождения опухоли и ее стадии. Болевые синдромы проявляется в месте роста онкологии, а также ухудшается общее состояние организма, незначительно повышается температура, снижается аппетит. Важным условием в эффективном лечении является ее выявление на ранних стадиях, когда раковые клетки еще не попали в кровь и лимфу.
Стадии развития онкологического заболевания
Что же такое метастазы?
Диагностика заболевания методом компьютерной томографии помогает обнаружить вид онкологического заболевания и образование метастазов в организме и подобрать эффективное лечение для улучшения картины заболевания.
Виды раковых заболеваний
Виды рака определяются в зависимости от множества факторов. Онкологическое заболевание классифицируется по нескольким критериям:
Виды рака разделяются по месту нахождения опухоли. То есть органе или системе, где он развивается.
Также виды онкологических заболеваний разделяются по типу ткани. Раковые клетки активно размножаются в мышечной, эпителиальной, костной, сосудистой, нервной и соединительной ткани. Развитие злокачественного образования в нескольких видах тканей называется сложным.
По строению клеток опухоли различают:
По принципу деления раковых клеток разделяют виды клинического, морфологического и гистологического рака.
Факторы риска
Все виды рака возникают в организме под действием определенных факторов. Развитие онкологического заболевания в основном зависит от образа жизни. Неправильное питание некачественными продуктами с большим содержанием канцерогенов вызывают развитие злокачественных опухолей. Чрезмерное употребление алкоголя и курение также является фактором возникновения рака, а также работа на вредных производствах и предприятиях, где происходит накопление организмом ядовитых веществ.
Также на наличие в организме раковых клеток влияет наследственность. Патологические процессы в клетках могут происходить после их мутации во внутриутробном периоде и во время развития организма. Так некоторые виды рака развиваются у новорожденных детей вместе с ростом тканей организма.
Плохая экология и высокий уровень радиации также являются причинами возникновения рака.
Диагностика онкологических заболеваний
Раннее диагностирование заболевания позволяет подобрать эффективное лечение и повысить шансы на выздоровление и сохранение нормального течения жизни больного. Успешный метод лечения возможен только после обнаружения раковой опухоли и определения вида онкологического заболевания.
Диагностика лечения начинается с консультации специалиста и оценки симптомов заболевания, после чего назначается ряд исследований. Виды рака определяются после ультразвукового исследования и взятия биопсии. Полноценный подход к диагностике заболевания с учетом возраста, сопутствующих недугов и факторов риска помогает исключить ложные симптомы.
Методы лечения онкологических заболеваний
В зависимости от вида онкологического заболевания подбираются методы лечения. Наиболее эффективным является комбинированный или комплексный подход к избавлению от недуга.
От вида онкологического заболевания назначается дополнительное лечение, такое как, лучевая терапия и прием химиопрепаратов.
Успешный исход лечения, может быть достигнут, если пациент настроен на лечение и соблюдение врачебных рекомендаций, профилактическим мерам и наблюдению у врача-онколога. Ранняя диагностика онкологического заболевания позволяет избежать усугубления состояния, восстановлению нормального течения жизни, а также избежанию возможности рецидива.
Профилактика онкологических заболеваний
Виды рака должны контролироваться на протяжении всей жизни с использованием скрининговых исследований. Из-за скрытого течения онкологического заболевания симптомы могут проявиться уже в запущенной стадии, когда лечение может быть малоэффективно. Поэтому профилактические обследования и внимательный подход к опасным симптомам помогут сохранить здоровье на долгие годы, а если болезнь все-таки наступила, особенно, если учтены все факторы риска, то это позволит подобрать правильный метод лечения для любого вида онкологического заболевания.
Что такое рак и как он возникает в организме?
Рак – заболевание, которое вызывается мутацией клеток. Раковые клетки отличаются от здоровых тем, что у них неправильно работает клеточный цикл. Здоровая клетка имеет несколько этапов цикла:
Раковые клетки также делятся, только с большей скоростью. Кроме этого, они могут не умирать, образуя скопления или опухоли. Они могут образоваться в организме любого человека. Но большую роль играет общее состояние организма и иммунитета, так как от этого зависит, сможет ли организм самостоятельно побороть развитие болезни.
Виды рака
Пораженные клетки могут возникнуть в любом органе человека. Поэтому рак можно назвать группой заболеваний. Видовое определение болезни зависит от того, какие органы поражены:
Существуют также другие виды рака, такие как тератома, глиома, хориокарцинома, бластома. Некоторые виды онкологических заболеваний встречаются реже, некоторые чаще. Но в этом и состоит опасность редких видов – они не исследованы так хорошо, поэтому чаще приводят к летальному исходу.
Как возникает рак?
Как уже было сказано выше, рак – это ничто иное, как сбой в работе клеточного строения. Каждая клетка организма имеет лимит Хефлика – это определенное количество делений, которые может сделать клетка, после чего она отмирает. Из-за определенного ряда причин клетка может утратить данное ограничение. Поэтому она начинает беспорядочно делиться и не погибает.
Что касается деления, то на него тратится определенное количество энергии. А если деление идет постоянно, то затрачивается больше энергии. Из-за этого клетка перестает выполнять функции, которые изначально ей отводились, и становится раковой.
Раковые заболевания по-другому называют злокачественными опухолями. Их отличие от доброкачественных состоит в том, что первые, хоть и теряют лимит Хефлика, не перестают выполнять свои функции и не меняют строение. А в злокачественных опухолях клетки меняются по строению и степени своего развития. Из-за этого они могут прорастать в другие органы.
Каковы симптомы рака?
Онкологические заболевания на своих начальных стадиях затрагивают один орган. Но так как пораженные клетки имеют способность к быстрому делению, болезнь сказывается не только на функционировании, определенного органа или системы органов, но и организма в целом.
Общие симптомы болезни:
Каковы причины возникновения онкологии?
За все годы исследований рака так и не было выявлено точных причин возникновения этой болезни. Но онкозаболевания имеют достаточно высокую связь с рядом факторов, которые называются канцерогенами (от лат. cancer – рак). Эти факторы можно разделить на несколько групп:
Методы лечения онкопатологий
Рак – серьезное заболевание, и когда пациенты слышат этот диагноз, они часто сразу выносят себе приговор. Но исследования в сфере онкологических заболеваний движутся вперед. Поэтому сейчас нельзя сказать, что это болезнь, которая обязательно приводит к смерти.
Существует несколько путей к выздоровлению, первый из которых – это хирургический. Опухоль удаляют, чтобы больные клетки не продолжали расти дальше. На первом этапе развития рака хирургическое вмешательство может полностью исключить дальнейшее развитие патологии.
Химиотерапия – это лечение препаратами, которые подавляют работу раковых клеток. Это приводит к тому, что они перестают делиться, а опухоль прекращает расти.
Облучение – это вид лечения высокоэнергетическими лучами, которые убивают пораженные клетки. Применяется вместе с хирургическим вмешательством и химиотерапией.
Гормональное лечение используют в случае, если поражены молочные железы. Таким лечением подавляется увеличение количества больных клеток.
Также применяется иммунотерапия, в ходе которой стимулируется к работе иммунитет организма. За счет этого лечения клетки разрушаются антителами.
Кроме этого, существует лечение ингибиторами, которые взаимодействуют с белками больных клеток, из-за чего они перестают делиться. Лечение онкологии индивидуально, и почти всегда используются несколько методов совместно.
В Клинике доктора Парамонова работают высококвалифицированные врачи-онкологи, используются передовые методы и разработки в лечении онкологических патологий. Записаться на консультацию к онкологу можно по телефону 8 (8452) 66-03-03.
Путь клетки «из греков в варяги». Малигнизация: причины и следствия
Малигнизация — один из самых загадочных процессов. Что же на самом деле направляет клетку на тернистый путь перерождения?
Автор
Редакторы
Статья на конкурс «био/мол/текст»: Недуг, прозванный чумой XXI века. В наши дни рак является одним из самых страшных заболеваний. В 2010 году более семи миллионов людей по всему свету умерли от рака. В Соединенных Штатах каждая третья женщина и каждый второй мужчина рано или поздно заболеют раком. По прогнозам ВОЗ, число случаев заболевания будет продолжать расти от 14 миллионов в 2012 году до 22 миллионов в следующие десятилетия. Пугающие числа, от которых невольно бросает в дрожь. Однако процесс ракового перерождения, или малигнизации, не только страшен, но и интересен, и в этой статье мы разберемся, почему же некоторые «избранные» клетки решают свернуть не туда и как это влияет на самого «изменника».
Конкурс «био/мол/текст»-2019
Эта работа опубликована в номинации «Свободная тема» конкурса «био/мол/текст»-2019.
Генеральный спонсор конкурса и партнер номинации «Сколтех» — Центр наук о жизни Сколтеха.
Спонсор конкурса — компания «Диаэм»: крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.
Спонсором приза зрительских симпатий выступила компания BioVitrum.
Гончие еще играют во дворе, но дичи не уйти,
как ни мчится она уже сейчас по лесам.
Франц Кафка
На «Биомолекуле» опубликовано немало статей о молекулярных основах канцерогенеза. Но каждая из них, как правило, посвящена какой-то одной стороне этого патологического процесса, в то время как среди наших читателей наверняка есть люди, которые хотели бы, прежде чем углубляться в детали, получить общее представление о раковой клетке. Обзорная статья Анны Батуевой удачно заполняет этот пробел и дает общее представления о ключевых молекулярных механизмах злокачественного перерождения. — Ред.
Под малигнизацией понимают приобретение здоровыми клетками черт злокачественности, которые мы подробно рассмотрим ниже. Процесс злокачественного изменения можно уподобить дичи из цитаты Кафки, ведь клетка, однажды встав на этот путь, не сможет вернуться и получить свое клеточное здоровье обратно. Важную роль в понимании основ перерождения клеток и их дальнейшего функционирования сыграла медицина, а следом за ней и молекулярная биология. Но начнем с истоков истории рака.
Часть 1. Биография рака
Первые упоминания о раке встречаются в папирусе Эдвина Смита, датируемом 16 веком до нашей эры [1]. Там же отмечается, что данное заболевание не поддается лечению.
Во времена Гиппократа, около 400 года до нашей эры, появилось специальное обозначение рака — karkinos. Разросшаяся опухоль напомнила Гиппократу краба, окутывающего все вокруг клешнями. Современное название онкологии произошло от греческого слова onkos, которое греки использовали для описания опухолей. Однако врачи того времени не различали доброкачественные и злокачественные новообразования, и karkinos Гиппократа не имеет ничего общего с истинным раком.
Гиппократ выдвинул гуморальную теорию, суть которой состояла в том, что каждый недуг является следствием переизбытка одного из четырех гуморов: крови, слизи, желтой желчи и черной желчи.
Гален, греческий врач, практиковавший в Риме около 160 года нашей эры, довел теорию Гиппократа до совершенства. Он заявил, что рак образуется из-за переизбытка черной желчи. Гален умер в 199 году нашей эры, но его «черная желчь» еще долго будоражила умы онкологов.
Только спустя пять столетий, в 1538 году, Андреас Везалий опроверг теорию Галена, делая вскрытия в Парижском университете. Окончательно похоронил галенову теорию лондонский анатом Мэтью Бейли, который в 1793 году опубликовал учебник «Патологическая анатомия некоторых наиболее важных частей человеческого тела» [2], в котором представил рисунки и описания раковых опухолей, где не было и следа «черной желчи».
Изобретение микроскопа повлекло за собой первые цитологические исследования рака. В 1801 году французский физиолог Франсуа Биша и в 1838 году Иоганн Мюллер определили, что опухоли имеют клеточную структуру. После этого Жан Крювелье высказал гипотезу «канцероматозной дегенерации», основанную на предположении, что клетка проходит несколько этапов, прежде чем окончательно превратиться в раковую. Немецкий хирург Карл Тирш доказал, что раковая опухоль происходит из эпителиальной ткани, а саркома — из соединительной.
Первая половина XX века породила еще одну теорию канцерогенеза, недалеко ушедшую от истины. В 1911 году Пейтон Раус, работая в Рокфеллеровском университете в Нью-Йорке, открыл вирус, способный вызывать опухоли у кур. Ученые по всему свету бросились искать вирусы, ответственные за рак именно у человека, однако ничего не могли найти. В 1974 году в Medical World News вирус рака у человека ставили в один ряд с НЛО, снежным человеком и лохнесским чудовищем. Вирус СВ-40 и вирус папилломы человека, вызывающие рак у людей, были открыты в 1960 и 1983 годах соответственно.
В 1970 году генетик Говард Темин, работавший в лаборатории Макардла в Висконсине и изучавший вирус саркомы Рауса (ВСР, или VSR), представил свою работу на Десятом Международном онкологическом конгрессе. Он открыл у ВСР обратную транскрипцию — синтез ДНК по РНК — и положил начало изучениям ретровирусов. Позднее он отказался от вирусной теории канцерогенеза, а в 1979 году ученые Майкл Бишоп и Харолд Вармус открыли первый протоонкоген — src (сарк), содержащийся в ВСР. Это положило начало новому этапу в истории онкологии, люди наконец-то поняли, как запускается процесс канцерогенеза. Но этого бы не произошло без изучения раковой клетки и ее странной физиологии.
Часть 2. Что заставляет клетку измениться?
В этой главе мы разберем причины злокачественного перерождения клетки. Первым толчком к началу этого изменения является мутация в ДНК.
Но не всякие повреждения ДНК обязательно приведут к появлению раковой клетки, а лишь те, что затронут определенные гены. Наиболее важную роль в канцерогенезе играют три группы генов: протоонкогены, онкогены и гены — супрессоры опухолей.
Протоонкогены
Протоонкогены — это «здоровые» предшественники онкогенов, которые в результате мутации могут вызвать развитие опухоли. Такими причинами являются различные мутации или суперэкспрессия гена. Как правило, протоонкогены кодируют белки, участвующие в процессах жизненного цикла клетки. В результате мутаций появляются сбои в регуляции клеточного деления и дифференцировки.
Основные изменения, происходящие с протоонкогенами:
Рисунок 1. Химерный ген BCR-ABL образуется при слиянии участка 9 хромосомы, несущей ген ABL, с участком 22 хромосомы, несущей ген BCR
В некоторых случаях канцерогенез запускается вирусами. Онкогены в геноме вирусов являются ранее захваченными в клетках-хозяевах нормальными генами, которые со временем превратились в злокачественные. Когда такие онкогенные вирусы попадают в клетку, начинается считывание информации с вирусной ДНК или РНК, в цитоплазме накапливаются онкогенные белки и начинается процесс перерождения.
Онкогены
Онкогены — это гены, активность которых стимулирует образование и развитие злокачественной опухоли. Как уже было упомянуто выше, первый вирусный онкоген был открыт в 1979 году.
Биохимические продукты онкогенов
Онкогены кодируют белки с различной структурой и функциями. К основным продуктам деятельности онкогенов относят:
Все вышеперечисленные продукты онкогенов являются сигналами к запуску неконтролируемого клеточного деления. Внешние факторы больше не играют никакой роли в жизни клетки, потому что пролиферацию запускают внутренние сигнальные белки.
Гены и белки — супрессоры
В здоровой клетке существуют защитные механизмы, следящие за процессами и регулирующие клеточный цикл. К таким механизмам относят деятельность белков — супрессоров опухолей: p21, p53, pRb, PTEN и др.
Белок p53 — наиболее изученный белок-супрессор. Он является продуктом гена TP53, мутации которого обнаруживаются в клетках многих опухолей [7]. p53 синтезируется во всех клетках организма, но активируется только при повреждениях ДНК. Этот белок способен остановить клеточный цикл и не допускать дальнейшее деление клетки, пока не произойдет репарация ДНК. При сильных повреждениях он также может запускать процесс апоптоза.
Одной из главных функций p53 является сохранение генетической идентичности всех клеток организма. При неправильной работе этого белка клетка получает возможность делиться даже при поврежденной ДНК, что увеличивает вероятность мутаций и накопления дефектных онкогенов. Важную роль в подавлении p53 играет белок MDM2, который в норме регулирует активность p53. Однако при повышенном синтезе он связывается с p53 и ингибирует его противоопухолевое действие.
Эпигенетические факторы рака
Важными факторами канцерогенеза являются эпигенетические события. Эпигенетика изучает процессы, затрагивающие активность генов, но не изменяющие структуру ДНК. К ним относится изменение метилирования ДНК.
Метилирование — это присоединение метильной группы к нуклеотидам в особых, строго определенных участках генома, называемых CpG-островками. Такое изменение не влияет на структуру молекулы, однако может влиять на экспрессию отдельных генов. В частности, если в участке ДНК много метильных групп, то транскрипция этого участка прекращается.
Особенно активно метилирование проходит в эмбриональный период жизни, а у взрослого человека метилировано около 2% генома. В норме баланс между метилированием и деметилированием строго регулируется и соблюдается, однако в старости начинают преобладать процессы метилирования, что может в итоге привести к канцерогенезу. В процессе онкогенеза происходит гиперметилирование CpG-островков, что приводит к общей геномной нестабильности и накоплению еще большего количества мутаций. В большинстве случаев метилированные участки являются промоторами и влияют на активацию или, наоборот, инактивацию генов, что с виду похоже на действие точечных мутаций.
Однако хотя нарушения в эпигенетической регуляции сопровождают развитие злокачественного перерождения, они, как правило, не являются его первопричиной, а лишь одним из сопутствующих факторов.
По отдельности каждое из вышеперечисленных нарушений не может спровоцировать раковое перерождение. Все они работают совместно и слаженно. Так, онкогенез запускается, только если одновременно активированы онкогены и инактивированы гены-супрессоры в обеих копиях ДНК. Впервые теорию двойного канцерогенеза высказал Альфред Кнудсон, изучавший ретинобластому: «По всей видимости, — писал он, — в возникновении рака у детей ключевую роль играют два типа генов. Первый, онкогены, действует посредством повышенной, аномальной активности. Второй же класс, антионкогены, в онкогенезе рецессивен: рак происходит лишь тогда, когда обе нормальные копии удалены или изменены» [8]. В процессе жизнедеятельности раковая клетка накапливает все большее количество мутаций, поэтому раковый геном часто очень сильно отличается от генома здоровой клетки (рис. 2).
Рисунок 2. Раковый геном. В процессе жизнедеятельности раковая клетка накапливает огромное количество мутаций и нередко характиризуется полиплоидностью.
Часть 3. Физиологические последствия малигнизации
Основное последствие малигнизации — клеточное бессмертие. Оно может поддерживаться несколькими способами: активацией фермента теломеразы, блокировкой регуляторов митохондриального пути апоптоза и в некоторых случаях активацией механизма ALT (alternative lengthening of telomeres, альтернативного удлинения теломер [14]).
Обратная сторона «вечной молодости»
Впервые клеточное бессмертие раковых клеток было продемонстрировано в 1951 году на клеточной линии HeLa, взятой у Генриетты Лакс, вскоре скончавшейся от рака шейки матки (рис. 3) [9].
Рисунок 3. Клеточная линия HeLa — «бессмертная» линия раковых клеток. С 50-х годов прошлого столетия используется для изучения поведения раковых клеток и выявления новых противораковых препаратов.
Как правило, малигнизация сопровождается активацией фермента теломеразы. На концах хромосом находятся короткие повторяющиеся участки ДНК, названные теломерами [10]. После каждого деления теломеры укорачиваются, что в итоге приводит к их полному исчезновению и невозможности продолжать деление. Количество возможных делений для клетки названо пределом Хейфлика. Действие теломеразы заключается в восстановлении теломер и превращении клетки в фактически бессмертную, позволяя ей делиться бесконечно долго. Существуют нормальные клетки, в которых также экспрессируется теломераза. Это клетки, которым надо часто делиться: половые, стволовые и клетки эпителия кишечника. Однако теломераза активна в подавляющем большинстве раковых клеток, что играет важную роль в их жизненном цикле.
С другой стороны, в некоторых злокачественных клетках, наравне с активной теломеразой, существует так называемое альтернативное удлинение теломер, или сокращенно ALT [11]. При ALT происходит гомологичная рекомбинация концевых участков хромосом (рис. 4). В норме рекомбинация происходит в процессе мейоза, однако раковые клетки научились достраивать теломеры, используя теломеры другой хромосомы как матрицу [12].
Рисунок 4. Принцип действия ALT, основанный на гомологичном достраивании концов теломер. Такой механизм «бессмертия» является основным для ряда опухолей.
Важно отметить, что раковое бессмертие контролируется не только теломерами, но и ингибированием путей апоптоза, главным из которых является митохондриальный путь. В норме, из митохондрий в цитоплазму выходят митохондриальные белки и образуют апоптотический комплекс — апоптосому, которая и запускает апоптоз. При неправильной работе регуляторных белков, а к ним относятся белки семейства BCL-2, нарушается выход апоптотических белков, что приводит к сбою в процессе апоптоза. В раковых клетках обнаружены нарушения в работе белков BAX и BAK, а также экспрессия ингибиторов клеточной смерти.
Часть 4. Заключение
Ежедневно в нашем организме появляются клетки, вступившие на путь ракового перерождения. Но далеко не все из них дойдут до конца и образуют злокачественную опухоль. С другой стороны, интересно клеточное поведение в процессе малигнизации, когда клетка способна «выключать» отдельные гены, мешающие ее перерождению. Современные исследования в области молекулярной онкологии и раковой геномики дают повод надеяться на окончательное понимание основ малигнизации и физиологии злокачественных клеток. Также в последнее время проводятся разработки новых противораковых препаратов, направленных на исправление дефектных сторон «больных» клеток. Возможно, изучение именно особенностей раковой клетки приведет к созданию лекарства, способного снизить страшные прогнозы Всемирной организации здравоохранения.