LINEBURG


<< Пред. стр.

страница 5
(всего 28)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

полный набор злокачественных свойств, который должен был
бы появиться у клетки в результате 3 — 4 мутаций, уже наличе-
ствует в стволовых клоногенных клетках, они клоногенны, ми-
нимально дифференцированы, иммортализованы, обладают ав-
тономным делением (аутокринная стимуляция митоза) и акти-
визированными онкогенами. Последнее обстоятельство, т.е. на-
личие активизированных онкогенов, делает понятным, почему
они идентичны раковым клеткам. Отсюда следует, что раковые
клетки могут возникать не «окружным путем», через мутации,
а прямым. Если стволовые клетки по своим имманентным свой-
ствам идентичны раковым клеткам, то механизм трансформации
осуществлен не за счет генетических повреждений, а за счет на-
рушения тканевого контроля и неконтролируемого деления кло-
ногенных клеток.
Что касается мутаций, выступающих, как предполагается, в
качестве механизма трансформации, то получены многочислен-
ные данные, которые противоречат мутационной концепции.
Трансформация клеток, культивируемых вне организма, — как
спонтанная, так и индуцированная действием химических канце-
рогенов — протекает с частотами в 10—100 раз более высокими,
чем частоты генных мутаций в этих же клетках. Несовпадение
частот трансформации и частот генных мутаций, по мнению ряда
ученых, не позволяет считать, что генные мутации являются не-
посредственной причиной злокачественной трансформации кле-
ток (Бахтин и др., 1987).
Признается, что теория онкогена вобрала в себя предшествую-
щие концепции, поэтому, чтобы выдвинуть теорию, основанную
на ином принципе трансформации, нужна принципиально новая
идея механизма трансформации. Такой идеей и выступает прин-
цип нарушения тканевого контроля (гомеостаза) пролиферации и
неконтролируемого злокачественного роста клоногенных, низко-
дифференцированных клеток.
Ряд авторов считает, что теория онкогена уже представляет
собой общую теорию либо близка к этому. Однако такую оценку
молекулярно-генетической теории разделяют не все авторы. «Об-
щая теория канцерогенеза, — пишет Л.Л.Киселев (1986,
с.242), — еще не построена, а обилие достоверных и существен-
но новых наблюдений еще не переросло в теоретическое обобще-
ние, приемлемое для большинства специалистов».
Такую же характеристику дают И.Ф.Сейц и П.Г.Князев
(1986, с.151—219), они пишут: «При несомненных конкретных,
частных успехах точный молекулярный механизм действия кан-
церогенных веществ еще не раскрыт... Открытие онкогенов дало
прямые доказательства роли изменений ДНК в инициации онко-
генеза. Однако установление этого факта еще не прояснило, как
именно исходные канцерогены осуществляют свое негативное
действие. Онкогены, выявленные трансфекцией, по-видимому,
представляют последнюю ступень в цепи событий... в то время
как первые ступени остаются столь же таинственными, как и
раньше». Как видим по этим высказываниям, ведущие специали-
сты — молекулярные онкологи пока признают непознанность
тайны механизма рака.
Давая оценку теории онкогена, Ю.Д.Иващенко и А.И.Быко-
рез (1990, с.157) пишут: «По-прежнему остается неясным, в чем
суть первого этапа трансформации-инициации; какого типа нару-
шения в геноме происходят при этом, насколько они специфичны
(для клеток, для канцерогена, для возраста и т.д.) и обратимы.
Второй этап — промоция — также пока малоизученное явление:
либо это достижение количественного порога каких-то измене-
ний, начавшихся после инициации и требующих для своего раз-
вития действия промоторов, либо это независимые от инициации
события, но проявляющиеся только в клетках, прошедших ини-
циацию и некоторым образом «коммитированных» к экспрессии
трансформированного фенотипа и генотипа. Это же относится и
к прогрессии». Складывается впечатление, что при всех своих
достоинствах и лидерстве теория онкогена не объясняет главно-
го — как же осуществляется трансформация клетки, т.е. она вы-
явила результат трансформации в виде активизации онкогенов,
но не способна объяснить, каков механизм достижения такого ре-
зультата, т.е. как осуществляется трансформация. Согласно
Р.Марри (1993, с.356), «...механизмы, с помощью которых про-
моторы превращают «инициированные» клетки в опухолевые, ос-
таются пока невыясненными».
Методологический просчет и неполнота теории онкогена про-
является в том, что она не учитывает роли предраковых ткане-
вых изменений, связанных с избыточной длительной пролифера-
цией, таких, как гиперплазия, дисплазия, эрозия и т.д. Эти про-
цессы, согласно клиническим наблюдениям, непосредственно
предшествуют и причинно связаны с опухолеобразованием, одна-
ко проблема роли предрака в теоретическом плане осталась нере-
шенной, роль и механизмы предрака остались нераскрытыми.
Объяснение, состоящее в том, что в предраке увеличивается ко-
личество молодых клеток и поэтому увеличивается вероятность
мутаций, не затрагивает сам механизм трансформации. Это озна-
чает, что тканевые изменения выносятся за скобки, поскольку
сводятся к фону, на котором осуществляется трансформация в
виде мутации онкогенов.
Очевидно, для построения общей теории необходимо связать
повышенный режим пролиферации с нарушением регуляции тка-
невого гомеостаза, омоложением клеток, выходом из-под контро-
ля стволовых клеток, в целостную непротиворечивую картину,
т.е. необходимо выявить последовательность событий, разрушаю-
щих тканевый контроль.
Становится ясно, что с позиции тканевого подхода к идее свя-
зи трансформации с активизацией онкогенов можно прийти
принципиально иным путем, минуя прямолинейную схему канце-
рогенеза, т.е. согласно тканевой теории (Черезов, 1987, 1990,
1993) трансформация обусловлена не деструктивными поврежде-
ниями ДНК, а выходом из-под контроля стволовых клеток, обла-
дающих активизированными онкогенами при нарушении тканево-
го гомеостаза. Это означает, что канцерогенность связана не с ге-
нотоксическим эффектом, а с промоторным действием канцероге-
нов. Обосновать это можно тем, что промоторным эффектом об-
ладают все канцерогены, а генетоксическим — лишь некоторые
из них. В пользу такой точки зрения говорят данные по норма-
лизации опухолевых клеток при дифференцировке, что опровер-
гает мутационный механизм и соответственно генотоксический
эффект как причину трансформации.
На основе большого экспериментального материала группа ле-
нинградских авторов пришла к следующему выводу, они пишут:
«Нет никаких бесспорных доказательств того, что структурно-хи-
мические изменения в ДНК, вызванные введением канцерогена,
действительно являются единственной, необходимой и достаточ-
ной причиной малигнизации, а не относятся к разряду сопутству-
ющих явлений... Поэтому мутационный механизм является очень
сомнительным» (Цитологические аспекты первичного действия
химических канцерогенов. Л., 1982, с. 176).
Такой же вывод делает американский автор (Topal, 1988): по
его мнению, в целом нет достаточно данных для вывода о том,
что активация онкогенов возникает вследствие индуцированных
мутаций в определенной последовательности ДНК.
В работе японских авторов (Sugio et al., 1988) показано, что
структура 19 онкогенов не модифицировалась при аденоме или
раке, за исключением амплификации гена с-тус, выявленного в
одном образце рака, но не в материале аденомы, полученной от
того же больного.
К.М.Кроче и Дж.Клейн (1985) установили, что, хотя в клет-
ках лимфомы Беркитта человека происходит несколько различ-
ных хромосомных перестроек, белок, кодируемый геном с-тус,
во всех случаях качественно один и тот же. Авторы обнаружили,
что первый экзон с-тус не участвует в кодировании белка, а ко-
дирующая белок область гена начинается со второго экзона. Из
этого следует, согласно авторам, что активация онкогенных
свойств гена с-тус не является результатом перестроек при
транслокации, следовательно, злокачественный эффект трансло-
кации не связан с каким-либо изменением внутри гена. С нашей
точки зрения, это означает, что транслокация и трансформация
причинно не связаны между собой.
В исследованиях по нормализации опухолевых клеток было
показано (Сакс, 1986), что нарушение хромосом не определяет
трансформацию. Авторы задались вопросом: восстанавливается
ли нормальное состояние хромосом в лейкемических клетках, в
которых искусственно вызваны дифференцировка и прекращение
деления? Происходит ли коррекция генетических дефектов или
же развитие клетки переключается со злокачественного на нор-
мальное «в обход» этих нарушений? Авторы обнаружили, что в
лейкемических миелоидных клетках, принужденных к диффе-
ренцировке, аномалии хромосом сохраняются. Следовательно, с
помощью индукции дифференцировки остановка злокачественно-
го роста достигается «в обход» тех генетических дефектов, кото-
рые нарушили нормальный ход событий дифференцировки и
размножения. Вывод, сделанный Л.Саксом, подтверждает нашу
точку зрения о том, что генетические повреждения ДНК не явля-
ются причиной трансформации. Отличие нашей точки зрения со-
стоит в том, что поскольку нормализация идет «в обход», то нет
основания считать, что генетические дефекты являются причиной
трансформации.
Возникает вопрос, из какой группы клеток происходят опу-
холевые клетки: из группы дифференцированных клеток, кото-
рые подвергаются генетическим нарушениям при канцерогенном
воздействии на ткань, или из группы молодых, появившихся в
результате деления стволовых клеток? Если бы опухолевые
клетки происходили из пула деструктивных старых клеток, то
трансформация носила бы необратимый характер, обратимость
же трансформации указывает на происхождение опухолевых
клеток из пула стволовых делящихся клеток. Об этом также
говорят данные потери способности к пролиферации зрелых
клеток. Это означает, что трансформация носит не прямой ха-
рактер, т.е. осуществляется не путем контакта канцерогена с
клеткой и генами, а в результате длительной хронической про-
лиферации. Иначе говоря, пул поврежденных канцерогенами
клеток и пул клеток, выходящих из-под контроля, могут не
совпадать. Идея «непрямого» механизма трансформации позво-
ляет объяснить многие факты, не имевшие рационального объ-
яснения, в частности почему в ряде случаев наблюдается отсут-
ствие вирусного генома в раковых клетках при вирусном кан-
церогенезе.
2. Вирусный канцерогенез
с позиции тканевой модели рака

Одним из парадоксов вирусной теории рака является отсутст-
вие в ряде случаев вируса в опухолевой клетке при вирусном
канцерогенезе, что противоречит постулированному механизму
вирусного канцерогенеза. Исчезновение вируса из клетки при
опухолеобразовании вступало в противоречие с вирусно-генетиче-
ской концепцией канцерогенеза, развиваемой известным онколо-
гом Л.А.Зильбером.
Концепция вирусного канцерогенеза предполагала встраива-
ние генома вируса в ДНК клетки, поэтому для выхода из проти-
воречия была предложена гипотеза, согласно которой вирус не-
обходим лишь на начальном этапе, а затем процесс канцерогене-
за развивается на собственной основе. Однако в рамках теории
онкогена этот феномен не получил объяснения. Явление исчезно-
вения вируса осталось необъясненным.
Секрет этого явления раскрывается в тканевой модели, по-
скольку она основана на опосредованном «непрямом» механизме
трансформации, за счет длительной хронической пролиферации.
Как известно, вирус вызывает цитопролиферативный эффект:
размножаясь и разрушая клетки или иным образом он влияет
на пролиферативный режим тканевого гомеостаза. В свою оче-
редь повышение пролиферативного режима вызывает омоложе-
ние ткани, что в конечном итоге разрушает тканевый гомеостаз.
В результате клоногенные клетки, имеющиеся в ткани, перехо-
дят к неконтролируемому росту. Поскольку степень иницииро-
вания пролиферации в результате гибели клеток различна, то
можно ожидать несколько различных форм опухолеобразования
при вирусном канцерогенезе, т.е. опухолеродный вирус не во
всех случаях будет вызывать злокачественные опухоли.


3. Спонтанная малигнизация
In vitro

Прямым подтверждением роли тканевого гомеостаза в меха-
низме трансформации является спонтанная малигнизация in
vitro. Это явление так и не получило рационального объясне-
ния, поскольку трансформация осуществляется без какого-либо
канцерогенного воздействия. Анализируя вопрос о природе
спонтанной малигнизации in vitro, С.В.Кузьмина (1983, с.25-
26) пишет: «На основании накопленных... данных нельзя с
убежденностью утверждать, с чем именно связано появление
злокачественных свойств у клеток нормального происхождения
при выращивании их вне организма... Вопрос о причинах
«спонтанной малигнизации» не может считаться выясненным».
Чтобы преодолеть противоречие с существующей теорией рака,
высказывались различные предположения о существовании не-
известного, необнаруженного канцерогена той или иной приро-
ды, но поиски его ни к чему не привели. Эта ситуация анало-
гична той, когда при объяснении гормонального рака предпола-
гается действие невыявленного «истинного» генотоксического
канцерогена. Введение представления о неизвестном «истинном»
канцерогене свидетельствует о непознанности механизма канце-
рогенеза. Такое искусственное допущение спасает теорию от
противоречия с фактами, которые ее разрушают, однако пред-
положение остается без каких-либо доказательств.
В рамках тканевого подхода явление спонтанной малигниза-
ции in vitro получает объяснение. Поскольку в норме тканевый
гомеостаз контролирует деление стволовых клеток, то при нару-
шении тканевой системы клоногенные клетки выходят из-под
контроля. Чем можно объяснить временную задержку трансфор-
мации in vitro? Очевидно, в культуре in vitro нарушаются как
отрицательная обратная связь, так и положительная.
Другая группа фактов также доказывает определяющую роль
тканевого гомеостаза в механизме канцерогенеза: эксперименты
показали, что при трансплантации в другой организм изолиро-
ванных стволовых клеток они проявляют злокачественные свой-
ства, т.е. инвазивный рост в окружающие ткани без канцероген-
ного воздействия. Об этом свидетельствуют известные классиче-
ские опыты Шпемана (Speman, 1942), который продемонстри-
ровал злокачественность стволовых клеток, в свое время эти
эксперименты воспроизводились многими учеными. Шпеман
трансплантировал зародышевые недетерминированные клетки
бластулы в полость взрослой лягушки и наблюдал, как они де-
лятся без дифференцировки и прорастают в окружающие ткани.
Такой же результат описывает Уоддингтон: он трансплантиро-
вал в полость тела взрослой саламандры клетки ранней регене-
рационной бластемы и наблюдал деление без дифференцировки
и инфильтрацию ими окружающих тканей (Уоддингтон, 1947).
Таким образом, в результате нарушения тканевого контроля
стволовые клетки проявляют злокачественные свойства, что ука-
зывает на механизм трансформации, не связанный с генетиче-
скими повреждениями.
Если бы трансформация была обусловлена мутациями онкоге-
нов, то все злокачественные клетки одной опухоли несли бы в се-
бе это наследственное изменение в ДНК, а их способность к ме-
тастазированию, опухолевый фенотип были бы одинаковы. Но
данные не подтверждают этого: раковые клетки имеют различ-
ную способность к метастазированию и различный фенотип, и
они способны дифференцироваться. Данный факт работает на
тканевую теорию и опровергает теорию онкогена.


4. Временной аспект опухолеобразования

Анализ временных закономерностей развития опухоли дает
ценную информацию относительно механизма онкогенеза. Для
большинства видов лейкоза и других злокачественных опухолей
необходим очень длительный период накопления изменений,
многократно превышающий продолжительность жизни клеток
пролиферирующей ткани. Необходимо учесть, что процессы де-
градации тканевого и клеточного уровня имеют разные времен-
ные параметры. Конечный результат трансформации связан с по-
степенным накоплением патологических изменений. Об этом сви-
детельствует, в частности, возможность остановки процесса опу-
холеобразования на одном из промежуточных состояний и даже
возвращение к нормальному состоянию при прекращении канце-
рогенного воздействия. Обратимость опухолеобразования свиде-
тельствует о необходимости на первом этапе развития рака посто-
янно действующего источника, инициирующего пролиферацию.
Пройдя фазу предрака, инициируемую источником пролифера-
ции, процесс опухолеобразования приобретает новое качество —
неконтролируемость опухолевого роста, спонтанность, связанные
с нарушением тканевого гомеостаза и выходом из-под контроля
стволовых клоногенных клеток.
Теоретически накопление патологических изменений канцеро-
генного эффекта может происходить либо на тканевом уровне,
либо в клетке в виде нескольких мутаций, но поскольку время
накопления изменений в клетке должно быть сопоставимо с вре-
менем развития опухолеобразования, то возникает несоответст·-
вие, оно не может реализоваться в отдельной клетке, время жиз-
ни которой непродолжительно и несопоставимо с временем раз-
вития опухоли, исчисляемым иногда годами. Аккумуляция де-
структивных изменений, следовательно, проходит на тканевом
уровне, а именно в виде изменений структуры тканевого гоме-
остаза (изменяется соотношение между дифференцированными и
клоногенными клетками), что обусловлено прогрессирующей эм-
брионализацией ткани. Учитывая, что первая фаза опухолеобра-
зования сохраняет способность к обратимости, принципиальное
значение для развития опухоли имеет режим повышенной проли-
ферации, определяемый параметрами канцерогенного воздейст-
вия: его силой, дозой, длительностью воздействия, промежутка-
ми между нанесением канцерогена, что входит в понятие «канце-
рогенного профиля». Гибель и нарушения клеток имеют онколо-
гическое значение как интегративный результат, вызывающий
компенсаторную пролиферацию и определяющий высокий режим
пролиферации, инициирующий омоложение ткани, что в конеч-
ном итоге разрушает структуру тканевого гомеостаза.
Тканевая теория описывает механизм нарушения контроля де-
ления клеток, который связан со структурой и функционирова-
нием тканевого гомеостаза. Она дает принципиально новый меха-
низм канцерогенеза, в рамках которого удается рационально раз-
решить проблемы, не получившие ответа в молекулярно-генети-
ческой теории.
ГЛАВА III

ТКАНЕВАЯ ТЕОРИЯ КАНЦЕРОГЕНЕЗА.
ВВЕДЕНИЕ К НОВОЙ ПАРАДИГМЕ




1. Проблема перехода
на тканевый уровень контроля пролиферации

Необходимо очертить круг основных проблем, которые долж-
на решать общая теория опухолеобразования. Очевидно, общая
модель должна отвечать следующим критериям:
— объяснять основные группы фактов, исходя из единого осно-
вания (принципа), т.е. должна быть монистичной, универ-
сальной теорией;
— раскрыть механизм «общего знаменателя», который нивелиру-
ет, унифицирует разнообразие канцерогенов;
— выяснить роль омоложения, эмбрионализации в предраке;
— выявить роль клоногенных низкодифференцированных кле-
ток;
— установить взаимосвязь между начальным этапом, тканевыми
процессами в предраке и конечным результатом — активиза-
цией онкогенов в стволовых клетках;
— объединить в одной теории рациональные идеи основных кон-
цепций канцерогенеза.
Теоретически право на существование имеют две альтернатив-
ные версии нарушения контроля пролиферации. В старых теори-
ях канцерогенеза причину трансформации связывали с необрати-
мыми генетическими повреждениями. О существовании принци-
пиально иной причины, связанной с нарушением тканевого конт-
роля, вопрос не поднимался, но ряд концепций близко подходи-
ли к этой идее.
Альтернатива в подходе к механизму трансформации состоит
в том, что либо клетка становится «эгоистичной», автономной,
что связывается с генетическими нарушениями; либо нарушается
тканевая система контроля пролиферации клоногенных клеток,
обладающих активизированными онкогенами. Доказать, какая из
теорий соответствует реальности, можно на основании подтверж-
дения следствий, вытекающих из моделей. Основным фактом,
подтверждающим механизм, основанный на нарушении тканевого
гомеостаза, является способность опухолевых клеток нормализо-
ваться при дифференцировке. Рассмотрим ряд таких данных.
Впечатляющие результаты были получены в работах по изуче-
нию морфобластических потенций клеток разных линий терато-
карциномы мыши (Mintz,1978). Было продемонстрировано, что
клетки тератокарцином, сохраняющие омни- или полипотент-
ность, способны к полной утрате признаков злокачественности и
включению в гистогенез. Такими же свойствами обладали клетки
неэмбриональных опухолей — аденокарциномы молочной желе-
зы, плоскоклеточного ороговевающего рака, хондросаркомы
(Pierce, Speers, 1988).
Выше мы приводили сведения (Сакс, 1986) о том, что даже
клетки с хромосомными нарушениями при дифференцировке нор-
мализуются, теряя злокачественность. Сходные данные приводят-
ся в работах Ю.М.Васильева, в которых обратимость трансформа-
ции исследуется на молекулярно-генетическом уровне.
Делая заключение, Ю.М.Васильев (1986) пишет: «Таким об-
разом, между нормальным и трансформированным фенотипом
клетки возможны обратимые переходы, вызываемые внешними
факторами. Достижения последних лет привели к появлению
принципиально новых взглядов на механизм автономии опухоле-
вых клеток. Теперь известно, что такая независимость возникает
не как следствие необратимой утраты клеткой способности реаги-
ровать на воздействие внешней среды, но как результат чрезмер-
ной стимуляции клетки эндогенными онкобелками, имитирующи-
ми один из нормальных типов клеточной реакции, а именно ре-
акции мембраны на молекулы-лиганды, не связанной с субстра-
том»·. С нашей точки зрения, принципиально важно выделить то,
что онкобелки, согласно Ю.М.Васильеву, имитируют один из
нормальных типов клеточной реакции. Это говорит о том, что
эту роль может играть избыточное количество нормальных фак-
торов роста (ФР). Акцент Ю.М.Васильев делает на ненормаль-
ной стимуляции митогенными сигналами. Состояние стимуляции
возникает при нарушении тканевого гомеостаза в результате на-
рушения обратной связи. Данные по обратимости трансформации

<< Пред. стр.

страница 5
(всего 28)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

Copyright © Design by: Sunlight webdesign