Афина Актипис - Клетка-предатель. Откуда взялся рак и почему его так трудно вылечить

Клеточная свобода — корень рака. Если дать клеткам слишком большую свободу, это развяжет руки недобросовестным клеткам. И тогда они будут оставлять после себя все больше потомков, и со временем их количество будет расти. Как я уже говорила раньше, естественный отбор благоволит таким клетками. Механизмы подавления рака помогают держать поведение клеток под контролем, пресекая соматическую эволюцию. Но чем выше контроль, тем таких возможностей меньше, — однако за это приходится платить.

МНОГИЕ ВАЖНЕЙШИЕ СИСТЕМЫ, ПОМОГАЮЩИЕ НАМ ВЫЖИВАТЬ И ПРОЦВЕТАТЬ, ТРЕБУЮТ ОТ КЛЕТОК ВЕСТИ СЕБЯ ПОДОБНО РАКОВЫМ, А ИМЕННО БЫСТРО ДЕЛИТЬСЯ, ПЕРЕМЕЩАТЬСЯ ПО ОРГАНИЗМУ И ВТОРГАТЬСЯ В СОСЕДНИЕ ТКАНИ.

Так, например, процесс заживления раны включает быструю пролиферацию клеток и их перемещение, необходимое, чтобы полностью ее покрыть. В случае чрезмерного контроля клеточного поведения заживление ран было бы попросту невозможно. Он подорвал бы нашу репродуктивную функцию, сделал бы невозможным обновление тканей с возрастом и даже лишил бы нас защиты от инфекций.

Издержки чрезмерного клеточного контроля очевидны даже в процессе внутриутробного развития — без пролиферации и передвижения клеток нам попросту не стать жизнеспособным организмом. Организму приходится подавлять рак достаточно эффективно, чтобы не допустить бесконтрольного деления клеток в утробе, однако одновременно с этим он вынужден давать клеткам достаточно свободы, чтобы они могли перемещаться, обеспечивая нормальное развитие тела. Удивительно, что нам вообще удается выйти из утробы живыми.

С каждым делением клеток, начиная с самого первого — оплодотворенной яйцеклетки, существует вероятность мутаций ДНК. А на самых ранних стадиях внутриутробного развития клетки делятся безостановочно, перемещаясь по развивающемуся организму и вторгаясь в уже существующие ткани. Эти вторжения формируют все системы органов и тканей, необходимые нам для жизни. Как же так получается, что мы проходим через всю эту стремительную клеточную пролиферацию и инвазию, не став жертвой рака еще до своего рождения? И как большинству из нас удается избегать рака в зрелости, а зачастую даже и в старости?

Развивающийся эмбрион удовлетворяет всем критериям эволюции путем естественного отбора. Он представляет собой популяцию клеток с генетическими и эпигенетическими различиями, которые наследуются и вносят свой вклад в вариации скорости клеточного деления. Эволюция клеток начинается с момента первого деления зиготы, которая дает начало популяции клеток нашего формирующегося организма. Эта популяция меняется со временем, так как одни клетки погибают, а другие выживают и одни оставляют после себя больше потомков, чем другие. Своим нормальным развитием мы обязаны механизмам подавления рака, которые начинают свою работу еще в утробе, удерживая под контролем эволюцию клеток на этих важнейших этапах нашего развития и направляя ее таким образом, чтобы все ткани и системы органов могли беспрепятственно сформироваться.

В идеале внутриутробное развитие — управляемый эволюционный процесс, который в конечном счете приводит к образованию построенного на сотрудничестве многоклеточного сообщества. Инструкции по созданию, поддержанию и управлению таким сообществом находятся в геноме каждого из нас. По мере роста и развития это клеточное сообщество сталкивается с проблемой недобросовестного поведения среди своих членов. Как я уже отмечала, недобросовестные клетки могут находить способы злоупотребления многоклеточным взаимодействием и увеличивать свою популяцию в организме, в некоторых случаях приводя к развитию рака.

Если бы мы могли заглянуть внутрь матки и посмотреть на только что оплодотворенную зиготу, то увидели бы, как она стремительно делится, направляясь к слизистой оболочке матки, куда вскоре внедрится и подключится к системе кровоснабжения матери. Этот микроскопический комок клеток, продолжающих деление и дифференцировку для формирования жизнеспособного организма, чрезвычайно уязвим. Механизмы подавления рака должны быть достаточно эффективными, чтобы обеспечить развивающемуся организму защиту, но при этом и достаточно щадящими, чтобы мог сформироваться жизнеспособный плод. Возвращаясь к нашей аналогии с натянутым канатом, этот комочек должен поддерживать шаткое равновесие, давая клеткам достаточно свободы, чтобы не угодить в болото безвременья, но при этом все же ограничивая ее так, чтобы не рухнуть в котлован хаоса. Если баланс будет нарушен, рост может остановиться или слишком ускориться, либо ткани могут сформироваться не на своих местах, поставив под угрозу развитие и дальнейшее выживание. Слишком интенсивная эволюция клеток обречет нас на гибель от рака еще до появления на свет, в то время как чрезмерное ограничение пролиферации и миграции клеток чревато не менее печальными последствиями: остановкой роста и развития.

НА РАННИХ ЭТАПАХ ВНУТРИУТРОБНОГО РАЗВИТИЯ НАРУШЕНИЕ КОНТРОЛЯ ПРОЛИФЕРАЦИИ КЛЕТОК МОЖЕТ ПОМЕШАТЬ ФОРМИРОВАНИЮ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО МНОГОКЛЕТОЧНОГО ОРГАНИЗМА.

Например, клетка с мутациями в обеих копиях гена контроля клеточного цикла TP53 может начать беспорядочно делиться, тем самым лишив эмбрион малейшей возможности нормального развития. По современным оценкам почти половина всех зачатий оканчивается неудачей, причем 80 % из них — еще до того, как беременность можно обнаружить стандартными клиническими способами. Известно, что многие из этих неудачных зачатий связаны с хромосомными аномалиями, возникающими в процессе образования половых клеток и оплодотворения, однако некоторые из них, по всей видимости, являются результатом связанных с раком мутаций во время эмбрионального развития.

Развитию плода также может помешать и чрезмерное подавление рака, когда поведение клеток слишком строго контролируется, в результате чего они не могут обеспечить нормальное формирование организма. На самых ранних этапах развития механизмы подавления рака должны быть крайне бдительными, чтобы не допустить бесконтрольной пролиферации и миграции клеток, которые могут привести к раку. Подавление рака в процессе внутриутробного развития представляет собой куда более сложную задачу, чем в зрелом возрасте: если организм взрослого человека нужно лишь поддерживать в относительно стабильном состоянии подавления рака, то эмбриональное развитие требует постоянного уничтожения опухолеподобных процессов во время быстрого роста организма. С другой стороны, чрезмерный контроль пролиферации и миграции может остановить развитие и сделать эмбрион нежизнеспособным. Учитывая все трудности, остается только удивляться, что нам всем вообще удалось пережить рискованные месяцы внутриутробного развития.