LINEBURG


<< Пред. стр.

страница 18
(всего 28)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

ной моноклональности?»
Итак, мы рассмотрели основные проблемы молекулярно-гене-
тической теории. Как уже говорилось, ряд данных, по существу,
разбивают теорию онкогена. Проанализируем аргументы и фак-
ты, свидетельствующие против теории онкогена, которые разби-
вают основу — представление о механизме трансформации. Ха-
рактерно, что предложенные в теории онкогена механизмы
трансформации основаны на необратимых изменениях генома
клетки, что предполагает необратимость трансформации. Однако
представлению о необратимости трансформации противоречат из-
вестные факты, касающиеся нормализации раковых клеток в ре-
зультате дифференцировки. Даже в самой опухоли часть клеток
проходит стадии дифференцировки, включая терминальную диф-
ференцировку, теряя в результате этого злокачественные призна-
ки. Это положение доказывают и другие факты. При пересадке
ядра опухолевой клетки в нормальную энуклеированную яйце-
клетку или в зародышевые клетки на самых ранних стадиях раз-
вития возникает нормальное химерное потомство, что подтверж-
дает способность к нормализации опухолевого генотипа.
Механизм трансформации в теории онкогена основан либо на
генотоксическом действии канцерогенов, либо на интеграции ви-
русного генома в геном клетки. Однако трансформирующие фак-
торы роста и гормоны не обладают генотоксичностью, но вызыва-
ют трансформацию.
Поскольку все канцерогены обладают либо двойным эффектом
(генотоксическим и промоторным), либо только промоторным, то
отсюда следует, что общим трансформирующим свойством канце-
рогенов является не генотоксический эффект, а промоторный.
С другой стороны, изолированные и трансплантированные
стволовые клетки, не будучи подвергнуты канцерогенному воз-
действию, проявляют злокачественный рост. С этой группой
фактов коррелируют данные по спонтанной малигнизации клеток
при длительном культивировании in vitro, где также отсутствуют
канцерогенные воздействия. В теории онкогена эти факты явля-
ются парадоксом, и они не имеют рационального объяснения в
рамках старой схемы трансформации. С позиции тканевой тео-
рии рака приведенные факты получают рациональное объясне-
ние: поскольку стволовые клоногенные клетки обладают полным
набором злокачественных свойств, нарушение тканевого контро-
ля приведет к злокачественному росту. При этом активизация он-
когенов в стволовых клетках не является результатом генотокси-
ческого действия канцерогенов на геном.
Установление тождества между раковыми и стволовыми кло-
ногенными клетками при нарушении тканевого контроля позво-
ляет принципиально изменить основу теории рака. Речь идет о
новой парадигме опухолеобразования, в основу которой положе-
на тканевая теория канцерогенеза. Мы назвали это изменение ос-
нов теории рака парадигмой в том смысле, что оно также касает-
ся изменения клинических подходов к терапии опухолей. По су-
ществу, тканевая модель является выходом из тупика, в который
зашла теория онкогена, например в объяснении механизма гор-
монального рака или трансформирующих факторов роста. В но-
вой тканевой модели данные хорошо коррелируют между собой,
что создает логическую сцепленность между всеми группами дан-
ных. Идею необратимого нарушения генома клетки онкогенов
как причины рака заменила новая идея — нарушения тканевого
контроля, что является причиной неконтролируемого деления
стволовых, клоногенных клеток. При рассмотрении альтернати-
вы причины неконтролируемого опухолевого роста — нарушения
тканевого контроля или необратимые изменения онкогенов —
имеющиеся факты свидетельствуют в пользу тканевой модели.
Новая теория позволяет объяснить, почему раковые клетки нор-
мализуются при дифференцировке. Это свидетельствует о том,
что механизм трансформации разворачивается по сценарию тка-
невой теории, т.е. трансформация клетки не обусловлена необра-
тимыми нарушениями онкогенов.
Несмотря на критику теории онкогена в вопросе механизма
трансформации, ее заслуга в открытии онкогенов и развитии на-
правления молекулярной онкологии является неоспоримой и со-
ставляет революцию в изучении природы канцерогенеза. Учиты-
вая, что центральная идея молекулярно-генетической теории от-
носительно активизации онкогенов как причины злокачественных
свойств трансформированной клетки сохраняется в тканевой тео-
рии, но в иной форме, можно сказать, что между двумя теория-
ми существует глубокая преемственность относительно централь-
ной идеи. В новой теории сохранилась идея активизации онкоге-
нов, но изменился механизм трансформации; если в теории онко-
гена она связана с необратимым действием генотоксических фак-
торов, то в тканевой модели трансформация связана с выходом
из-под контроля стволовых клоногенных клеток, обладающих ак-
тивизированными онкогенами и злокачественным фенотипом при
нарушении тканевого гомеостаза.
Оценивая современную ситуацию в развитии теории онкогена,
И.Ф.Сейц (1990, с.14 — 16) пишет: «В настоящее время мино-
вал пик оптимизма, вызванный открытием онкогенов, исчезли
иллюзии... что возможно простое и легкое объяснение онкогенеза
как следствия активности одиночных уникальных генов».
Непременным условием как нормальной жизнедеятельности,
так и опухолеобразования являются пролиферация и дифферен-
цировка. Результаты исследований указывают на способность
большинства онкогенов модулировать рост и на их участие в раз-
витии эмбрионов и тканей. Многие продукты c-?? с-генов уда-
лось идентифицировать, доказано их участие в регуляции роста.
Некоторые из них оказались рецепторами факторов роста (на-
пример, c-erb-B — рецептор эпидермального фактора роста
(EGF); c-fmc — рецептор колониестимулирующего фактора; ??
(CSF-I); c-erb-A — рецептор тиреоидного гормона (ТЗ) или са-
мими факторами роста (например, c-sis-B — цепь тромбоцитар-
ного фактора роста (PDGF). Сейц, 1990).
Проанализируем представление о возможной дефектности ? ?
как причине трансформации и попытаемся найти аргументы против
такого представления. Очевидно, тот факт, что факторы роста дей-
ствуют опосредованно, через рецепторы на мембране, делает невоз-
можным дефектность самой молекулы ФР, поскольку ФР должен
«подойти» к своему рецептору — наподобие взаимодействия между
ферментами и субстратом. Иначе говоря, если дефектный ФР вы-
зывает реакцию рецептора, то дефект никак не проявится. Меха-
низм рецепторного связывания, очевидно, действует по принципу
«все или ничего», т.е. либо он узнается рецептором или рецептор не
реагирует на него. Это напоминает радиоэлектронные схемы защи-
ты от помех и шумов, где лишняя часть сигнала вырезается. К тео-
ретическому обоснованию следует добавить экспериментальные
данные, свидетельствующие об отсутствии различий между ФР
нормальных и трансформированных клеток (Карпентер, Коэн,
1987; Альштейн, Черепанцева, 1986; Белоусова, 1993).
Открытие трансформирующих факторов роста не является
подтверждением теории онкогена, а скорее опровергает ее, по-
скольку они не генотоксичны, следовательно, ни один из меха-
низмов трансформации в теории онкогена не подходит, так как
они основаны на мутациях. С другой стороны, ФР действуют че-
рез специализированные, эволюционно выработанные механиз-
мы, что противоречит представлению о некоем чужеродном пере-
рождении в результате изменения ДНК. Это ставит проблему пе-
реосмысления принципа механизма трансформации — старое по-
нимание трансформации не объясняет новые факты и входит в
противоречие с ними. Если трансформация осуществляется за
счет трансформирующих ФР, то отсутствует «чужеродность» ра-
ковых клеток, которая должна была бы появиться в результате
мутаций, следовательно, разрушается концепция «иммунологиче-
ского надзора», выдвинутая Ф.Бернеттом, которая в настоящий
момент разделяется многими авторами. Предполагаемая «чуже-
родность» раковых клеток может появиться в результате мута-
ций, следовательно, для трансформации необходим генотоксиче-
ский фактор как условие перерождения клетки — негенотоксич-
ность ? ? и гормонов разрушает эту версию.
Решение проблемы плейотропного эффекта трансформирую-
щих генов в тканевой теории связано с решением проблемы
«конвергенции» опухолевых признаков в результате прогрессии.
Одно и то же решение удовлетворяет критериям двух разных
концепций, которые, как показано в новой модели, связаны меж-
ду собой. Решение состоит в следующем: поскольку стволовые,
клоногенные клетки выходят из-под контроля в результате нару-
шения тканевого гомеостаза, а они обладают унифицированными
признаками, идентичными раковым клеткам, и лишены тканеспе-
цифических свойств, то это удовлетворяет, с одной стороны,
критериям концепции «конвергенции», а с другой — достигается
плейотропный эффект трансформации, т.е. появляется набор
злокачественных признаков раковых клеток. Таким образом, в
рамках тканевой модели решаются эти две проблемы, одна из ко-
торых была поставлена при открытии онкогенов как возможный
механизм, объясняющий плейотропный эффект. Однако только в
тканевой теории этот эффект получает рациональное объяснение.
Г Л ? ?? VI

МЕТАСТАЗИРОВАНИЕ ОПУХОЛИ




1. Молекулярные основы
метастазирования клеток
Исходя из общей картины постепенного выхода из строя тка-
невого гомеостаза, обнаруживаются промежуточные стабильные
состояния опухолевой прогрессии, называемые доброкачествен-
ными опухолями. Теоретически можно представить следующие
стадии развития опухоли. Первая ступень деградации связана с
доброкачественным ростом опухоли, с сохранением до опреде-
ленной степени нормальной структуры ткани. Вторая ступень де-
градации тканевого гомеостаэа характеризуется разрушением тка-
невой структуры и потерей равновесия (баланса) между стволо-
выми и дифференцированными клетками. При этом нарушается
обратная связь, т.е. контроль пролиферации. Таким образом,
злокачественность опухоли зависит от стадии деградации ткане-
вой структуры, что коррелирует со степенью дедифференциров-
ки клеток, ее целостность определяет нормальное функциониро-
вание тканевого контроля. Можно сказать, что в данном случае
структура тканевого гомеостаза определяет функцию контроля
пролиферации.
Степень дифференцировки клеток определяет силу адгезии
между ними и служит барьером для проникновения их в другие
ткани, который при эмбрионализации клеток исчезает. Это связа-
но с исчезновением в результате дедифференцировки молекул
адгезии на мембране, обусловливающих адгезию в дифференци-
рованных клетках. Иначе говоря, существует закономерная кор-
реляция между пролиферацией клетки, активизацией онкогенов,
степенью дедифференцировки, исчезновением молекул адгезии
на мембране и метастазированием.
Развитие опухоли принято характеризовать как неустойчивое
равновесие между ней и организмом, которое в любой момент мо-
жет быть нарушено. Неустойчивость такого равновесия, согласно
общепринятой точке зрения (Грех, 1971), зависит от ряда факто-
ров, среди которых наиболее изучены: злокачественность, прису-
щая опухоли, степень пассивности среды, в которой она развивает-
ся, и выраженность противоопухолевых защитных механизмов.
В тканевой теории этот вопрос получает иное решение: равно-
весие между опухолью и организмом ставится в зависимость от
равновесия, имеющего место внутри опухоли между дифферен-
цированными и стволовыми клетками, которые представляют как
бы два полюса полярности тканевой системы. Иначе говоря, рав-
новесие непосредственно зависит от стабильности тканевого гоме-
остаза, его структуры. Следовательно, взаимоотношение между
опухолью и организмом можно описать как отношение между
тканевым гомеостазом, находящимся в процессе разрушения, и
теми влияниями, которые оказывает организм на него, а именно
нагрузкой на тканевый гомеостаз, которая инициирует повышен-
ную пролиферацию.
Характерно, что низкодифференцированные мелкоклеточные
формы рака (и особенно крайне анаплазированный их вариант)
характеризуются чрезвычайно бурным метастазированием.
Согласно принятой точке зрения, способность к метастазирова-
нпю клетки приобретают не сразу, а постепенно, что соответствует
представлению о последовательности 3 — 4 мутаций в онкогенах. С
позиции тканевой теории потенциальная способность к метастази-
рованию стволовых клеток имеется изначально, что связывается со
«злокачественным» фенотипом клоногенных низкодифференциро-
ванных клеток. Если выделить клетки из пролиферирующих узлов
на начальной стадии канцерогенного воздействия и трансплантиро-
вать, то они проявляют типичный злокачественный рост. Однако
при прекращении канцерогенного воздействия ткань нормализует-
ся, и опухоль не возникает. Становится ясно, что стволовые клетки
обладают злокачественностью при изоляции, т.е. при нарушении
тканевого контроля. С этих позиций потенциальная злокачествен-
ность стволовых клеток является обратной стороной их характери-
стик — клоногенности, аутокринного митоза, активных онкогенов.
Анализируя молекулярные основы метастазирования, М.Фель-
дман и Л.Эйзенбах (1989) подчеркивают, что главной проблемой в
лечении рака остается метастазирование, которое заключается в
том, что раковые клетки мигрируют по кровеносной и лимфатиче-
ской системе и дают начало новым опухолям в различных тканях.
Первые указания на то, что клетки одной и той же опухоли мо-
гут различаться по способности к образованию метастазов, были
получены в 1970-х годах А.Фидлером и М.Крипке, работавшими в
Национальном институте рака США (Фельдман, Эйзенбах, 1989).
Оказалось, что некоторые клоны образовывали гораздо больше ме-
тастазов, чем другие, а некоторые вообще не приводили к раку.
Поиск различий между метастазировавшими и неметастазиро-
вавшими клетками прошел несколько этапов. Вначале подозре-
ние пало на фермент коллагеназу типа IV, который «прогрыза-
ет» стенки кровеносных сосудов, осуществляя деградацию глав-
ного структурного компонента — коллагена IV. Однако выяви-
лось, что типы клонов, различающихся по метастазированию, ма-
ло чем различались по уровню синтеза коллагеназы.
Основная версия М.Фельдмана и Л.Эйзенбах состояла в том,
что метастазирующие и неметастазирующие клетки в различной
степени распознаются иммунной системой — Т-киллерами. Дан-
ная гипотеза учитывает разницу другой группы молекул, распо-
лагающихся на поверхности клеток и участвующих в обычном
иммунном распознавании. Это так называемые молекулы главно-
го комплекса гистосовместимости МНС (от англ, major
histocompatibility complex). Молекулы МНС — это гликопротеи-
ны, играющие роль отпечатков пальцев, поскольку их структура
уникальна. Однако является ли этот фактор единственным? Что-
бы получить ответ, понадобилось сравнить количество метаста-
зов, возникающих у мышей с подавленной иммунной системой
после трансплантации им клеток метастазирующих и неметаста-
зирующих клонов. Если соотношение различных молекул МНС
является единственным фактором, определяющим способность к
образованию метастазов, то количество метастазов в обоих случа-
ях должно быть одинаковым. Действительно, неметастазирующие
клетки образовали метастазы в легких, однако метастазирующие
клетки у тех же животных давали больше метастазов. Авторы
сделали вывод, что потенциальная способность к метастазирова-
нию зависит еще от какого-то другого свойства клетки.
Поиск ответа перешел в другое русло: к исследованию про-
дуктов онкогенов. Так, онкогены туе в клетках карциномы при-
сутствовали в необычайно большом числе копий (до 60 копий на
клетку), однако степень амплификации в метастазирующих и в
неметастазирующих клетках оказалась близкой и поэтому не бы-
ла связана с различиями.
Другой онкоген, называемый fos, вызвал большой интерес. В не-
метастазирующих и в слабо метастазирующих клонах его экспрес-
сия наблюдалась, а в активно метастазирующих — нет. Выясни-
лось, что активность гена fos связана с изменениями молекул МНС.
При индуцировании созревания лейкозных клеток человека, так
что они превращались в макрофаги, происходила экспрессия гена
fos и вслед за этим на поверхности появлялись антигены МНС. Та-
ким образом, были установлены связи между экспрессией генов
МНС, онкогенами fos и способностью клеток к образованию мета-
стазов. Однако авторы поставили задачу определить специфиче-
ские свойства метастазируюших клеток, не связанные с их иммуно-
генностью. И в конце концов это удалось. Нашелся неидентифици-
рованный ген, который экспрессируется преимущественно в мета-
стазирующих клонах карциномы 3LL и саркомы ТЮ.
С помощью ДНК-зонда, позволяющего выделить экспрессию
онкогена fms, который кодирует расположенный на поверхности
клетки рецептор фактора роста, стимулирующего созревание кле-
ток крови, было обнаружено, что этот ген кодирует белок более
крупный, чем продукт онкогена fms, но близкий по структуре к не-
му. Может быть, неидентифицированный ген кодирует рецептор
фактора роста? Исследование мембран метастазирующих клеток
показало, что они действительно обладают биохимическими свойст-
вами, типичными для поверхностных рецепторов факторов роста.
В дальнейшем было показано, что в метастазирующих клетках экс-
прессируется ген, близкий к онкогену fms. Авторы предполагают,
что этот ген кодирует рецептор фактора роста специально для ткани
легкого. Становится понятным, почему одни клетки лучше, чем
другие, образуют опухоли: они несут рецептор для фактора роста,
что способствует их пролиферации. Учитывая, что клоногенные
стволовые клетки обладают аутокринным митозом, наличие рецеп-
тора к ? ? означает автономность деления.
Таким образом, на основе длительных экспериментов авторы
пришли к выводу, что степень метастазирования зависит от проли-
феративных (клоногенных) свойств клеток. Данная идея хорошо
вписывется в тканевую модель, поскольку клоногенность клеток
связана со степенью дифференцировки, низкодифференцирован-
ные клетки обладают высокой клоногенностью. В экспериментах
было показано: при дифференцировке лейкозных клеток происхо-
дила экспрессия онкогена, характерного для зрелых клеток, и од-
новременно наблюдалось снижение метастазирующих свойств. Ус-
тановлена зависимость между активностью онкогена fms и наличи-
ем рецептора фактора роста. Следовательно, получило подтверж-
дение положение, согласно которому злокачественность определя-
ется пролиферативным потенциалом клетки, коррелирующим с
низкой степенью дифференцировки, наблюдаемой у стволовых
клеток, и наличием рецепторов к факторам роста.
Вывод о том, что злокачественность коррелирует с низкой
степенью дифференцировки, подтверждают следующие данные.
Изучая клетки экспериментальных опухолей (спонтанный рак
молочной железы у мышей), дававших метастазы и неметастази-
ровавших, Хайсман (1980) показал, что в клетках опухолей, дав-
ших метастазы, более выражен неспецифический синтез белка,
т.е. синтез белка в свободных рибосомах (полирибосомах), пред-
назначенный для внутренних нужд клетки. В отличие от этого, в
клетках неметастазировавших опухолей преобладал синтез белка,
происходящий в связанных рибосомах и отражающий специфи-
ческую деятельность клетки (продукция антител, различного ро-
да секретов). Таким образом, данные подтверждают, что злока-
чественность выражена у низкодифференцированных клеток.


2. Нарушение адгезии у опухолевых клеток

Установлено, что нарушение адгезии при злокачественной
трансформации носит сложный характер (Терещенко, Кашулина,
1983). Отмечается, что снижение сцепленности между опухоле-
выми клетками сочетается у них с повышением способности при-
липать к чужеродному субстрату. Ряд авторов подчеркивает раз-
ницу между физико-химическими процессом, составляющим суть
явления «адгезии» как связи между однородными клетками, и
«прилипаемостью» — способностью фиксироваться к другим
клеткам или структурам. Это обозначают соответственно как го-
мо- и гетерологическую адгезию, или когезию и адгезию
(Winkelhake, Nicolson, 1976). Изменение адгезивности опухоле-
вых клеток в сторону уменьшения гомологического и повышения
гетерологического компонентов становится одним из существен-
ных факторов, обеспечивающих диссементацию злокачественных
элементов по организму (Терещенко, Кашулина, 1983). Высво-
бождение отдельных клеток из опухолевого узла предполагает
ослабление их связей друг с другом, тогда как успех поступа-
тельного движения в окружающих тканях будет зависеть от спо-
собности устанавливать кратковременные контакты с прилежа-
щими образованиями, выполняющими в данном случае функцию
опоры.
С нашей точки зрения, поскольку опухолевые клетки входят в
контакт с разными тканями, то клетка должна либо обладать боль-
шим набором специфических свойств, либо не обладать специфи-
кой. В последнем случае это означает, что она должна быть недиф-
ференцированной. Учитывая другие данные, показывающие, что
метастазирующие свойства характерны для низкодифференциро-
ванных клеток, можно заключить, что вывод сделан верно.
В качестве одной из причин разобщения в опухоли на протя-
жении многих лет рассматривается нарушение метаболизма каль-
ция. Однако имеются работы, в которых не обнаружена корреля-
ция между содержанием Са++ в опухолевой ткани и наличием ме-
тастазов.
Сопоставление метастазирующих и неметастазирующих опу-
холей выявило определенные различия, касающиеся структур,
ответственных за образование межклеточных контактов, в част-
ности десмосом, количество которых меньше в опухолях, склон-
ных к метастазированию (Лейкина, 1970).
Делая заключение, И.Т.Терещенко и А.П.Кашулина (1983, с.144)
пишут: «Таким образом, в основе ослабления межклеточных связей в
опухолевом узле могут лежать различные механизмы, включающие,
наряду с повреждениями структуры и функции поверхностных мемб-
ран, изменения состояния интерстициальной ткани».
Однако в перечисленных множественных проявлениях наруше-
ния адгезии необходимо найти то, которое интегрирует эти прояв-
ления в определенную систему, что является основанием. Наша
концепция, вытекающая из тканевой модели, состоит в том, что раз-
личные проявления злокачественности имеют общую основу и яв-
ляются производными от прогрессирующего омоложения ткани в
процессе опухолеобразования. Нормальные адгезивные свойства
характерны для дифференцированных клеток, эмбрионализация
же ткани приводит к снижению адгезивных свойств клеток. Это
можно объяснить тем, что молекулы, осуществляющие функцию
межклеточных контактов, синтезируются в процессе дифференци-
ровки, поэтому по мере созревания адгезивные свойства будут уве-
личиваться, а по мере эмбрионализации уменьшаться. В приведен-
ных работах отмечены отдельные проявления изменений адгезив-
ных свойств клеток, но необходимо выявить взаимосвязь между от-
дельными проявлениями. В тканевой концепции выявлена корре-
ляция между снижением адгезивных свойств и эмбрионализацией
ткани. Данный процесс объединяет в одну систему различные при-
знаки опухолеобразования: изменение энергетического обмена, ис-
чезновение рецепторов и молекул адгезии, изменение спектра фер-
ментов и т.д. Данная закономерность опровергает положение тео-
рии Foulds о независимости развития опухолевых признаков в про-
цессе опухолевой прогрессии.
Повышение способности опухолевых клеток к установлению
контактов с гетерогенными структурами в организме можно объяс-

<< Пред. стр.

страница 18
(всего 28)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

Copyright © Design by: Sunlight webdesign