Основная причина рака – не образ жизни, а случайные мутации

Основная причина рака – не образ жизни, а случайные мутации

Я работаю в области иммунотерапии рака, конкретно острой миелоидной лейкемии. Когда люди об этом узнают, часто следуют вопросы в плане когда уж наконец рак будет вылечен, почему доктора травят больных химией вместо того, чтобы лечить зелёным чаем и болиголовом, что а вот тоже есть метод Шевченко по лечению рака водкой и подсолнечным маслом, и прочее тому подобное. Иногда фигурируют золотые памятники и многомиллионные призы для тех, кто, наконец-то, победит рак, ну и, конечно, всемирный заговор правительств и компаний, уже давно открывших лекарства, но коварно скрывающих их от человечества. Проблема в том, что тема очень масштабная и сложная и не покрывается никаким образом в школьной программе, и люди просто не имеют представления о раке, его видах, механизмах и подходах к его лечению. Если же не знать основных принципов по которым система работает, нельзя понять ни как она себя поведёт в разных ситуациях, ни какими способами и до какой степени на неё можно повлиять. Решил написать пост чтобы донести общее понимание о том, как это всё работает и что потенциально можно и нельзя делать. Предупреждаю, будет большой длиннопост с некоторым количеством технической биологической информации, и придется начать с самых основ этой очень сложной темы. Так что буду выкладывать по частям, если, конечно, кому-то будет интересно.

Часть 1. Причины возникновения рака.

Основная причина рака – не образ жизни, а случайные мутации

Причиной превращения нормальной клетки в раковую есть возникновение определённых мутаций в её ДНК.

Мутации ДНК есть обыденной частью жизни большинства клеток любого организма. Если взять наугад некоторое количество клеток практически из любого органа и прочитать последовательность их ДНК, в них всегда будут присутствовать какие-то мутации.

Почему так? Клетки нашего организма постоянно атакуются излучениями и химическими соединениями, повреждающими ДНК, вирусами, интегрирующимися в наш геном, а кроме того делятся, удваивая перед этим свою ДНК, в процессе чего могут возникать ошибки её копирования.

Почему мы ещё живы и вообще не превратились поголовно в монстров? Во-первых, в клетках существуют механизмы исправления мутаций, и до определённого предела они со своей работой очень хорошо справляются. Иммунная система также способна отслеживать некоторые признаки наличия мутаций и уничтожать изменённые клетки.

Кроме того, как не все йогурты одинаково полезны, так и не все мутации одинаково вредны. Как если в автомобиль выстрелить не целясь из ружья, далеко не всегда это вызовет повреждения, из-за которых он не сможет больше двигаться. Чтобы мутация вообще произвела какой-то эффект, она должна попасть в одну из критических точек конкретного гена и внести изменения достаточного масштаба.

Большинство мутаций же вообще есть молчащими, попадая в «молоко» или некритические участки ДНК, или в не особо важные гены, функция которых, например, дублируется, другими. Или даже если мутация вызывает гибель или нарушение функции какой-то группы клеток, их функция иногда может замещаться другими клетками, и эффект на уровне организма может быть минимален.

Но иногда мутация попадает точно в десятку и вызывает очень масштабные изменения.

Основная причина рака – не образ жизни, а случайные мутации

Если сравнить, например, клетки кожи, почек и мышечной ткани, мы увидим что у них очень мало общего. Это совершенно разные клетки, они по-разному себя ведут, по-разному построены и частично из разных материалов, производят разные молекулы и выполняют разные функции.

Наверное, их развитие и работа регулируются совершенно разными генетическими программами.

Но ведь все клетки организма, независимо от их “специальности”, содержат тот же самый набор ДНК! Почему же одинаковая ДНК работает по-разному в разных клетках? Дело в том, что в каждой клетке организма присутствуют абсолютно все генетические программы для всех других типов клеток, но они просто отключены.

Участки ДНК, в которых содержатся гены этих программ, заархивированы и неактивны. В процессе эмбрионального развития клетки организма от практически состояния стволовых клеток постепенно выбирают свою дальнейшую специализацию, постепенно активизируют соответствующие генетические программы и отключают другие, им не нужные.

Всё это в свою очередь регулируется многоуровневыми каскадами генов-регуляторов. Есть гены настолько критические, что они в одиночку способны развернуть развитие клетки в совершенно другую сторону, или вообще полностью заново перепрограммировать уже сформировавшуюся клетку.

Например, некоторое время тому было показано, что искусственная активизация всего четырёх мощных генов-регуляторов способна откатить практически любую взрослую клетку до первозданного состояния стволовой клетки. Очень масштабные изменения могут происходить если эти гены активируются там где не надо и когда не надо, что и случается, когда в них попадает особо удачная мутация.

Что происходит потом?

Основная причина рака – не образ жизни, а случайные мутации

В общем, в клетке, помимо её основной генетической программы, начинают активироваться куски других программ. В зависимости от комбинаций разных мутаций и их эффекта, это может быть один кусок или много разных. Они, естественно, вступают в конфликт с основной программой или даже друг с другом.

Функционируют они неправильно, так как каждая программа должна подкрепляться и регулироваться правильными корректирующими сигналами, которые клетка получает из внешней среды и от других подпрограмм когда делает то, что должна. В результате начинается раздрай и хаос. Клетки перестают делать то что должны, и буквально сходят с ума.

Часть из них умирает, так как получившийся хаос несовместим с нормальной жизнедеятельностью. А среди тех, что выживают, обычно начинают преобладать два желания — куда-то пойти и начать там делиться, куски древних программ, характерные для многих клеток при эмбриональном развитии.

Делиться бесконтрольно, потому что механизмы обратной связи не работают. Такие клетки становятся раковыми.

Вывод: возникновение и развитие рака — процесс случайный. Уменьшить шансы получить рак можно, уменьшив воздействие на ваш организм излучений и канцерогенов, а также поддерживая общий тонус организма и особенно иммунную систему в хорошем состоянии, то есть очевидные и общеизвестные вещи.

Часть 2. Химиотерапия.

https://pikabu.ru/story/rak_i_podkhodyi_k_ego_lecheniyu_chas…

[моё] Рак Лечение Иммунотерапия Длиннопост Возможно, вас заинтересуют другие посты по тегам:

Причина рака — случайность

Основная причина рака – не образ жизни, а случайные мутации

Основная причина рака – не образ жизни, а случайные мутацииАмериканские ученые уделяют большое значение профилактике и лечению онкологических заболеваний. Но, пожалуй, основной упор делается на выяснение причин этого заболевания . Рак, страшная болезнь, которая уже неплохо лечится, если он обнаружен на ранних стадиях. Главное, как утверждают ученые-медики, — не запустить болезнь, то есть не дожидаться его крайних стадий.

Причина рака — «дело случая»?

Последние тщательные и долгосрочные исследования ученых из США показали, что рак возникает случайно. Говоря научным языком, две трети разновидностей рака вызываются случайными мутациями.

Поэтому, несмотря на то, что нездоровый образ жизни (курение, злоупотребление алкоголем, переедание и лишний вес) существенно увеличивает риски заболеванием раком, основная причина — просто случайность.

То есть — если вам не повезет, так уж не повезет, даже если вы ведете правильный образ жизни.

А повезти может заядлому курильщику и алкоголику и он умрет от совершенно другой, сопутствующей «личной привязанности» к злоупотреблениям и вредным привычкам, болезни.

Вот замечания одного из авторов нового исследования — профессора онкологии Кристиана Томасетти:  «Упор в борьбе с раком нужно делать не на профилактике, а на совершенствовании средств ранней диагностики, когда шансы на излечение наиболее высоки».

Основная причина рака – не образ жизни, а случайные мутации

Случайные мутации и риск возникновения онкологических новообразований

Variation in cancer risk among tissues can be explained by the number of stem cell divisions Authors: Cristian Tomasetti, Bert Vogelstein published in Science on Jan. 2, 2015

Bad Luck of Random Mutations Plays Predominant Role in Cancer, Study Shows Authors: Cristian Tomasetti, Bert Vogelstein Addendum to news release added Jan. 7, 2015

В январском номере журнала Science была опубликована статья Берта Вогельштейна (Bert Vogelstein) и Кристиана Томазетти (Cristian Tomasetti) «Variation in cancer risk among tissues can be explained by the number of stem cell divisions».

Возникновение онкологических заболеваний обусловлено рядом факторов и причин, а понятия, относящиеся к расчету риска, сложны и часто становятся предметом дискуссии.

Для облегчения обсуждения и решения вопросов, порожденных исследованием, двое ученых ответили на часто задаваемые вопросы.

– Можете ли вы провести аналогию с результатами ваших исследований?

– Заболевание раком можно сравнить с попаданием в ДТП. Наши результаты могли бы быть эквивалентны демонстрации высокой корреляции между длительностью поездки и попаданием в аварию. Независимо от пункта назначения, чем дольше поездка, тем выше риск аварии.

Дорожные условия по пути к месту назначения можно сравнить с экологическими факторами при возникновении рака. Худшие условия связаны с более высоким риском возникновения аварии.

Условно примем техническое состояние автомобиля за наследственные генетические факторы. Механические проблемы в автомобиле – плохие тормоза, «лысая» резина и пр. увеличивают риск аварии.

Рассмотрим эти механические проблемы как унаследованные генетические мутации. Каждый механический дефект увеличивает риск аварии.

Аналогично, число наследственных генетических мутаций влияет на риск развития рака.

Теперь рассмотрим продолжительность поездки. Ее можно сравнить с делением стволовых клеток и случайными мутациями, обсуждаемыми в нашем исследовании. Даже при плохих дорожных условиях и аварийном состоянии автомобиля длительность поездки играет важную роль.

При очень короткой поездке риск несчастных случаев стремится к нулю. С увеличением расстояния вероятность несчастного случая возрастает независимо от состояния дороги и автомобиля.

Короткие поездки имеют наименьший риск, в то время как длительные поездки связаны с высоким риском.

Используя эту аналогию, мы можем подсчитать, что две трети рисков попадания в ДТП объясняются продолжительностью поездки. Остальная часть опасности исходит от неисправности автомобилей, плохих дорог и других факторов.

В отношении рака, по нашим расчетам, две трети изменений вызываются случайными мутациями при делении стволовых клеток на протяжении всей жизни человека, в то время как остальные риски связаны с факторами окружающей среды и наследственными генными мутациями.

– Могут ли полученные вами результаты выявить причины возникновения рака?

– Мы подчеркиваем, что единичный фактор не может стать причиной возникновения рака. Похоже, некоторые читатели не совсем правильно поняли нас, говоря, что две трети случаев возникновения рака связаны с «невезением», плохим стечением обстоятельств. Мы хотим акцентировать, что рак может возникнуть из-за многих факторов.

Вернемся к нашей аналогии с автомобилем: мы не можем утверждать, что две трети аварий вызваны исключительно продолжительностью поездки. Любая авария происходит в результате какой-то комбинации неблагоприятных условий: состояния дороги и автомобиля, продолжительности поездки и других факторов.

Иногда длительность поездки может стать основным фактором риска возникновения ДТП, в то время как причиной других аварий может стать плохое состояние дорог.

Чтобы узнать, какая часть дорожно-транспортных происшествий происходит вследствие каждого из этих факторов, мы должны располагать подробной информацией о количестве поездок для каждого направления, состоянии каждого автомобиля и дорожных условий каждой поездки. Такой информации у нас нет, как нет соответствующей информации о раке.

– Как эти случайные мутации связаны с профилактикой рака?

– Некоторые факторы риска зависят от нас, некоторые – нет. Риск попасть в ДТП зависит, в основном, от длины пути, но это не значит, что аварию нельзя предотвратить.

Длительность поездки – это отдельный фактор, но даже если его нельзя изменить, безопасность может быть повышена за счет поездки на исправном автомобиле, использования средств безопасности (привязные ремни и подушки безопасности), заранее продуманного маршрута.

Контроль случаев, когда авария произошла из-за плохой машины или дороги, предотвращает грядущие аварии и уменьшает общий уровень опасности.

Таким же способом мы можем предотвратить заболевание многими видами рака. Как и в примере с дорожно-транспортными происшествиями, рак может быть вызван набором факторов: случайные изменения ДНК во время неконтролируемого деления стволовых клеток, неблагоприятное воздействие окружающей среды и наследственные генные мутации.

Как мы видим, способов профилактики рака довольно много. Самые надежные из них – ликвидация неблагоприятных экологических факторов и ведение здорового образа жизни. Это первичная профилактика. Примером первичной профилактики является отказ от курения. Бросьте курить – и риск заболевания также уменьшится.

Наилучший способ предотвратить смертельный исход – это обнаружить и начать лечение на ранней стадии заболевания, пока излечение возможно. Это называется вторичная профилактика. Одним из важных аспектов нашего исследования является дальнейшее выявление типов рака, при которых эффективна первичная профилактика.

– Что вы скажете несогласным с вашими выводами?

– Мы прекрасно понимаем, что найти определяющую причину заболевания в настоящее время не может никто, основной влияющий фактор риска развития рака вне нашего контроля. Тем не менее, исследования в этом направлении не должны прекращаться.

Напротив, наше исследование подчеркивает вероятность увеличения риска развития рака в будущем просто потому, что старение увеличивает количество делений стволовых клеток.

Исследования в сфере первичной и вторичной профилактики, лечения рака и биологии заболевания являются более важными, чем когда-либо ранее.

К тому же, многие люди нашли облегчение в этом исследовании. Рак имеет долгую историю стигматизации. Пациенты и члены их семьей часто обвиняют себя, считая, что могли предотвратить заболевание. Мы общались со многими пациентами и членами их семей и рады, что наш анализ может принести утешение и даже снять бремя вины с тех, кто пострадал от физических и эмоциональных последствий рака.

Об исследовании

Ученые из Онкологического центра Университета Джонса Хопкинса (the Johns Hopkins Kimmel Cancer Center) создали статистическую модель, которая измеряет долю риска развития рака во многих типах тканей, причиной возникновения которого являются главным образом случайные мутации при делении стволовых клеток.

Читайте также:  Диета орниша: отзывы и результаты

Согласно измерениям, две трети вариаций степени риска развития рака в тканях взрослого человека можно объяснить, прежде всего, «невезением», когда эти случайные мутации происходят в генах, которые могут стимулировать рост рака, в то время как оставшаяся треть связана с факторами окружающей среды и наследственными генами.

«Все виды рака вызваны сочетанием невезения, условиями окружающей среды и наследственности, и мы создали модель, которая может подсчитать долю участия этих трех факторов в развитии рака», – говорит Берт Вогельштейн (Bert Vogelstein), профессор онкологии из Медицинской школы Университета Джонса Хопкинса (the Johns Hopkins University School of Medicine), содиректор Людвиг-центра (the Ludwig Center) при Медицинской школе Университета Джонса Хопкинса и научный сотрудник медицинского института Говарда Хьюза (the Howard Hughes Medical Institute).

Основная причина рака – не образ жизни, а случайные мутации   Основная причина рака – не образ жизни, а случайные мутации

«Долголетие при отсутствии онкологических заболеваний у людей, подвергшихся воздействию канцерогенных агентов, таких как табак, часто объясняется их «хорошими генами», но правда в том, что большинству из них просто повезло», – добавляет Б. Вогельштейн и предупреждает, что нездоровый образ жизни может добавиться к фактору невезения и спровоцировать развитие рака.

«Если 2/3 заболеваний раком объясняются случайными мутациями ДНК во время деления клеток, то ведение здорового образа жизни и приобретение здоровых привычек окажет огромную помощь в предотвращении некоторых видов рака, однако не будет столь же эффективным в отношении ряда других онкологических заболеваний», – считает биоматематик, профессор, доцент кафедры онкологии Медицинской школы при Университете Джонса Хопкинса и Блумбергской школы общественного здоровья (Bloomberg School of Public Health) Кристиан Томазетти (Cristian Tomasetti). «Мы должны обратить особое внимание на улучшение методов своевременной диагностики предраковых состояний, выявление рака на доклинической стадии, когда шансы терапии наиболее высоки», – добавляет он.

В статистическом отчете, опубликованном в Science (02.01.2015), К. Toмазетти и Б. Вольштейн сообщают, что пришли к этим выводам, исследуя научную литературу о суммарном числе делений стволовых клеток в 31 типе тканей в течение жизни среднестатистического человека. Стволовые клетки способны к «самообновлению», репопулируя таким образом отмирающие клетки того или иного органа.

Ученым сегодня известно, отмечает Б. Вогельштейн, что процесс роста раковой опухоли начинается, когда в тканеспецифических стволовых клетках происходят случайные ошибки и один или несколько генов в клетке подвергаются процессу мутации.

Это означает, что ген либо начинает кодировать измененный ненормальный белок, либо изменяется настолько, что вовсе перестает кодировать белок.

Накопление мутаций ведет к бесконтрольному росту клеток, в результате чего происходит нарушение нормальных процессов клеточного роста и деления, что может приводить к образованию злокачественной опухоли.

Реальное влияние случайных ошибок на развитие рака, по сравнению с влиянием наследственных или экологических факторов, ранее не было известно, утверждает Б. Вогельштейн.

Чтобы определить роль таких случайных мутаций в риске развития онкологического заболевания, ученые Университета Джонса Хопкинса провели сравнительное исследование среди американцев: выделили число делений стволовых клеток в 31 виде тканей и сравнили эти показатели с показателями риска развития рака по продолжительности жизни в тех же видах тканей. По т.н. диаграмме разброса данных К. Toмазетти и Б. Вогельштейн определили, что корреляция между общим числом делений стволовых клеток и риском возникновения рака составляет 0,804. С точки зрения математики, чем ближе это значение к единице, тем более коррелируют общее число делений стволовых клеток и риск возникновения рака.

«В целом, наше исследование демонстрирует, что изменение количества делений стволовых клеток в ткани определенного типа тесно коррелирует с изменением случайности заболевания раком в той же ткани», – говорит Б. Вогельштейн.

Например, в организме человека в тканях толстой кишки количество делений стволовых клеток в четыре раза больше, чем в тканях тонкой кишки.

Аналогично, рак толстой кишки является гораздо более распространенным, чем рак тонком кишки.

«Толстый кишечник более подвержен воздействию окружающей среды, чем тонкий кишечник, что повышает потенциальный уровень приобретенных мутаций», – говорит К. Toмазетти.

Тем не менее, в толстом кишечнике лабораторных мышей ученые наблюдали меньшее количество делений стволовых клеток, чем в тонком кишечнике этих же мышей, заболеваемость раком толстой кишки ниже, чем заболеваемость раком тонкой кишки.

По словам ученых, этот факт поддерживает ключевую роль общего числа деления стволовых клеток в развитии рака.

Используя статистическую теорию, ученые рассчитали, насколько показатели изменения риска возникновения рака могут быть связаны с числом делений стволовых клеток, что составляет 0,804 в квадрате, или, в процентном соотношении, приблизительно 65%.

И, наконец, ученые распределили изученные типы рака на две группы.

Они рассчитали частоту заболевания в зависимости от числа клеточных делений и обнаружили, что возникновение 22 видов рака в значительной степени может быть вызвано мутациями ДНК в процессе клеточного деления, т.е. так называемым фактором «невезения».

Остальные девять типов рака с более высокой частотой возникновения вызываются сочетанием нескольких неблагоприятных факторов: фактор «невезения», фактор неблагоприятной окружающей среды или наследственные факторы.

«Мы обнаружили, что виды рака, имеющие более высокий риск возникновения, чем те, которые прогнозировались в зависимости от количества делений стволовых клеток, были именно ожидаемые, включая рак легких, связанный с курением; рак кожи, связанный с солнечным воздействием, а также формы рака, связанные с наследственными синдромами», – говорит Б. Вогельштейн.

«Данное исследование наглядно демонстрирует, что нездоровый образ жизни и вредные привычки определенно увеличивают риск заболевания раком.

Тем не менее, многие формы рака в значительной степени возникают из-за мутаций: опухоль возникает в результате размножения одной или нескольких клеток с измененным геномом, независимо от образа жизни и наследственных факторов.

Бороться с этими видами рака необходимо путем раннего выявления, когда они еще излечимы хирургическим путем», – добавляет Б. Вогельштейн.

Ученые отмечают, что некоторые виды рака, такие как рак молочной железы и рак предстательной железы, не были включены в отчет из-за отсутствия в научной литературе подтвержденных данных об интенсивности деления стволовых клеток. Они надеются, что другие исследователи внесут свой вклад в усовершенствование их статистической модели, более точно определив интенсивность деления стволовых клеток.

Исследование выполнено при поддержке Фонда онкологических исследований The Virginia and D. K.

Ludwig Fund for Cancer Research, Фонда исследований рака поджелудочной железы The Lustgarten Foundation for Pancreatic Cancer Research, Исследовательского центра по изучению рака поджелудочной железы The Sol Goldman Pancreatic Cancer Research Center и отделений Национального института здравоохранения в области исследований рака (гранты P30-CA006973, R37-CA43460, РВЫХ1-CA57345 и P50-CA62924).

Материал предоставлен: Johns Hopkins Medicine

« Назад к списку новостей

Как "война раковых клонов" поможет победить рак

Мелисса Хогенбум BBC Earth

Основная причина рака – не образ жизни, а случайные мутации Правообладатель иллюстрации SPL

Клетки раковой опухоли изменяются и эволюционируют почти так же, как животные в естественных условиях обитания. Если мы поймем, как это работает, то сможем победить рак. Обозреватель BBC Earth рассказывает о наших шансах в борьбе с онкологическими заболеваниями.

Последняя статистика показывает, насколько далеко мы находимся от победы. Согласно данным Американского онкологического общества, в США риск заболеть раком в течение жизни составляет 42% у мужчин и 38% — у женщин.

В Великобритании ситуация еще хуже. По информации британской благотворительной организации Cancer Research UK, 54% мужчин и 48% женщин столкнутся с этим недугом в тот или иной момент своей жизни.

И количество случаев заболеваний не перестает расти. Благотворительная организация Macmillan Cancer Support сообщает, что по состоянию на 2015 год в Британии с этой болезнью жили 2,5 млн человек. Это число ежегодно увеличивается на 3% — то есть на 400 000 случаев за пять лет.

Подобные цифры свидетельствуют о том, что рак не только чрезвычайно широко распространен, но становится все более и более обыденным явлением.

Но почему так много людей в какой-то момент жизни заболевают раком?

Рак не только чрезвычайно широко распространен, но и становится все более и более обыденным явлением

  • Чтобы получить ответ на этот вопрос, необходимо понять, что рак представляет собой побочный эффект эволюции.
  • Крупные млекопитающие со сложным строением организма, в том числе и человек, наиболее подвержены онкологическим заболеваниям именно из-за своего размера и строения.
  • Но даже если эволюционные процессы сделали рак такой серьезной проблемой, именно эволюционное мышление сейчас позволяет найти новые способы лечения, которые повысят наши шансы на победу в битве со злокачественными опухолями.

Правообладатель иллюстрации SPL Image caption Чем лучше делится клетка, тем больше у нее шансов на выживание

Чтобы понять, как возник рак, необходимо обратиться к фундаментальному процессу, происходящему в нашем организме: делению клеток.

Новая жизнь зарождается при оплодотворении яйцеклетки сперматозоидом. Через несколько суток после оплодотворения яйцеклетка превращается в бластоцисту, в которой насчитывается уже несколько сотен клеток.

К моменту достижения человеком совершеннолетия эти клетки поделятся множество раз.

Ученые до сих пор не могут прийти к согласию относительно того, сколько клеток имеется в организме человека — даже с точностью до триллиона.

Раковая клетка нарушает все правила контролируемого деления клеток

Деление клеток в организме представляет собой строго регулируемый процесс.

Например, у эмбриона человека между пальцами рук и ног имеются перепонки, но к моменту рождения они исчезают благодаря процессу запрограммированной гибели клеток — апоптозу.

Рак тоже тесно связан с делением клеток, но тут имеется одно важное различие. Раковая клетка нарушает все правила контролируемого деления клеток.

Правообладатель иллюстрации SPL Image caption Раковые клетки могут быстро выходить из-под контроля

«Они ведут себя так, словно являются отдельным организмом, — говорит Тимоти Вайль, эксперт в области биологии развития из Кембриджского университета, Великобритания. — Чем быстрее раковая клетка будет делиться, тем больше питательных веществ она получит, увеличив тем самым свои шансы на выживание и рост».

Для нормального деления клеток необходим контроль и ограничения, но раковые клетки делятся непрерывно и хаотически.

«Зрелые клетки находятся под строгим контролем, — говорит Вайль. — В сущности, рак — это потеря контроля над этими клетками».

Рак получает возможность развиваться подобным образом только в случае мутации генов, отвечающих за предотвращение случайного деления клеток, например, гена p53.

Даже если выживет всего несколько раковых клеток, они смогут быстро размножиться, и опухоль вырастет снова

Тем не менее наш организм способен замечать подобные мутации. Определенные биологические системы отвечают за разрушение мутированных клеток, способных причинить нам вред.

У человека есть несколько корректирующих генов, содержащих инструкции об уничтожении поврежденных клеток.

«На это ушли миллионы лет эволюции, — говорит Чарльз Суонтон из Института Фрэнсиса Крика в Великобритании. — Этот механизм хорош, но не идеален».

Угроза исходит от небольшого числа поврежденных клеток, которые остались незамеченными.

Со временем одна их них может вырасти и разделиться на сотни, а затем и тысячи раковых клеток.

Правообладатель иллюстрации SPL Image caption По мере мутации клеток растет их генетическое разнообразие

В результате это может привести к образованию опухоли, состоящей из миллиардов клеток.

Эта проблема очень серьезна. Если у человека уже есть раковая опухоль, он будет страдать от онкологии до тех пор, пока не удастся уничтожить все раковые клетки до одной.

Если хотя бы нескольким из них удастся выжить, они снова начнут размножаться, и опухоль вернется.

Далеко не все раковые клетки опухоли похожи друг на друга. В процессе их деления могут возникать мутации, способные влиять на их поведение.

Иными словами, такие клетки развиваются.

В опухолях не бывает и двух одинаковых клеток

  1. По мере мутации клеток в опухоли они приобретают еще большее генетическое разнообразие.
  2. Затем в дело вступает эволюция, отбирающая наиболее злокачественные из них.
  3. Генетическое разнообразие — это «основа жизни, это то, что питает естественный отбор», говорит Суонтон.
  4. Он имеет в виду концепцию эволюции посредством естественного отбора, впервые предложенную Чарльзом Дарвином в 1859 году.
  5. Раковые клетки, как и разные виды живых существ, будь то человек, львы, лягушки и даже бактерии, со временем приобретают различия в структуре или последовательности генов.

«Опухоли развиваются не линейно, — подчеркивает Суонтон. — Они эволюционируют по принципу разветвления, и это означает, что в опухолях не бывает двух одинаковых клеток».

Раковая опухоль как дерево с множеством ветвей, в каждой из которых есть новые мутации

  • Ученые выяснили, что по мере развития клетки опухоли становятся все более злокачественными.
  • «По сути, мы имеем дело с ветвями эволюции, которые отвечают за разнообразие и жизнеспособность, что позволяет группам клеток выживать после терапии и сводить на нет усилия врачей», — говорит Суонтон.
  • Тот факт, что опухоли постоянно меняют свою генетическую структуру — это одна из причин, по которым раковые клетки так трудно уничтожить.
  • Именно поэтому Суонтон и другие специалисты в этой области в борьбе с раком используют эволюционный подход.

Суонтон, специализирующийся на раке легких, занимается и клинической практикой, и научными исследованиями. Он надеется, что результатом его работы станет создание эффективного и адресного лечения.

Правообладатель иллюстрации John Shortland CC by 2.0 Image caption Раковую опухоль можно сравнить с деревом: у нее тоже есть ствол и ветви

Раковую опухоль можно сравнить с деревом: у нее тоже есть ствол и ветви. В основании находятся те самые первые мутации, которые и привели к образованию опухоли.

Все они должны содержаться в каждой клетке опухоли. Теоретически терапия, направленная против этих базовых мутаций, должна разрушать все клетки опухоли.

Читайте также:  Свечи кипферон: инструкция по применению, цена и отзывы. инструкция для детей

Этот подход уже используется в некоторых видах терапии. К ним относятся лечение рака легких при помощи препарата, воздействующего на рецептор EGFR, и применение ингибитора мутированного белка BRAF в случае меланомы.

Проблема заключается в том, что эти виды лечения зачастую не приносят желаемых результатов. Даже при целенаправленном лечении со временем вырабатывается устойчивость к терапии.

«Это случается потому, что в ветвях опухоли присутствует одна или несколько клеток, имеющих мутацию, отвечающую за резистентность. Это позволяет им выиграть схватку», — говорит Суонтон.

Другими словами, некоторые ветви ракового дерева в процессе развития приобрели способность противостоять атакам, направленным на базовые мутации. При лечении они не погибают.

Правообладатель иллюстрации JC RevyI SM SPL Image caption Раковые клетки часто приходится атаковать несколько раз

Суонтон и его коллеги изучили этот вопрос, чтобы понять, смогут ли они разработать лечение, дающее лучшие результаты.

В среднем опухоль состоит из триллиона раковых клеток. Некоторые из них уже научились не реагировать на попытки воздействия через базовую мутацию.

Достаточно справиться с тремя мутациями одновременно, чтобы «срубить ствол» и разрушить все клетки опухоли

Но что если терапия будет направлена сразу против двух базовых мутаций? Вряд ли многие клетки приспособились настолько хорошо, что смогут выжить в подобных условиях.

Суонтон и его коллеги провели подсчеты, чтобы выяснить, сколько базовых мутаций в раковом «стволе» им нужно будет атаковать одновременно, чтобы уничтожить все раковые клетки до одной.

Оказалось, что достаточно трех. Согласно оценке ученых, достаточно справиться с тремя мутациями одновременно, чтобы «срубить ствол» и разрушить все клетки опухоли.

Однако подобное лечение не будет дешевым. Для этого необходимо изучить рак, от которого страдает конкретный пациент, и определить, какие базовые мутации свойственны его опухоли, чтобы знать, какие виды лечения будут эффективными.

«Мы собираемся анализировать опухоли и на этой основе создавать индивидуальные ангигены для каждого пациента», — объясняет Суонтон.

Правообладатель иллюстрации Thinkstock Image caption Нахождение на солнце может привести к повреждению ДНК

Ученый Альберто Барделли из Туринского университета (Италия) специализируется на исследовании рака прямой и толстой кишки.

В своих поисках решения проблемы резистентности он также руководствуется принципами теории эволюции.

«Я был очень огорчен, когда обнаружил, что все опухоли стали резистентными», — говорит он о своей прошлой работе. Сейчас Барделли использует этот факт для разработки новой противораковой терапии.

Он начинает «дразнить» резистентные раковые клетки, которые он называет клонами.

Пациентам дают определенные лекарства и затем ищут клетки, которые начинают особенно активно делиться, выработав резистентность к лекарствам.

Опухоль убивает сама себя… это «война раковых клонов»

После этого пациент прекращает принимать лекарства, и фактор эволюционного отбора, способствовавший активному росту клетки, пропадает.

Без него другие клетки опухоли также получают возможность размножаться. Они начинают борьбу против доминантного клона. По сути, рак уничтожает сам себя.

Дождавшись момента, когда другие клоны немного наберутся сил, Барделли возобновляет лекарственную терапию, так как новые клоны еще не успели выработать резистентность.

Барделли называет это «войной клонов»: «Мы сталкиваем клонов между собой, ждем, кто победит, а потом убираем фактор давления, то есть лекарство».

«На данном этапе победители еще недостаточно сильны и начинают погибать под натиском остальных клеток. Так опухоль убивает сама себя».

«Мне хотелось бы использовать те клетки, на которых терапия не действует, для борьбы с остальными клетками», — говорит Барделли.

Пока неизвестно, сработает эта тактика или нет. Группа ученых под руководством Барделли начнет клинические испытания летом 2016 года.

Правообладатель иллюстрации Alfred Pasieka SPL Image caption Препараты направленного действия способны уничтожать некоторые раковые клетки

  1. Эволюционные подходы могут показаться очень перспективными, но в то же время важно понимать, что существует множество факторов, которые способствуют появлению рака.
  2. В 2013 году одно из крупнейших генетических исследований позволило достичь существенного прогресса в этой области.
  3. Ученые изучили геномы онкологических больных в поисках «сигнатур» 30 наиболее распространенных раковых мутаций.

Важно понимать, что существует множество факторов, которые способствуют появлению рака

Эти сигнатуры представляют собой небольшие химические изменения ДНК у больных, страдающих различными видами рака, включая рак легких, кожи и яичников.

https://www.youtube.com/watch?v=Y659VUVqj2A

Один из участников исследовательской группы Эндрю Бьянкин, хирург Университета Глазго (Великобритания), говорит, что удалось выявить повреждения ДНК, красноречиво свидетельствовавшие о причине заболевания.

«В случаях рака кожи, такого как меланома, мы можем найти сигнатуры, указывающие на воздействие УФ-лучей, в случае рака легких — на курение, — объясняет Бьянкин. — Кроме того, можно выявить признаки генетически унаследованной неспособности к восстановлению ДНК».

  • Помимо известных раковых сигнатур, исследователям удалось обнаружить нестандартные схемы образования рака, причина которых осталась неясна.
  • «Сейчас мы прилагаем все усилия для того, чтобы разобраться в этом», — говорит Бьянкин.
  • Основной задачей для ученых и организации Cancer Research UK, профинансировавшей исследование, станет выяснение причин подобных генетических изменений.

Правообладатель иллюстрации Paul Wootton SPL Image caption Многие виды рака оставляют заметные следы в нашей ДНК

Понять причины возникновения рака и найти новые способы лечения очень важно. Но другие ученые считают, что на данный момент нужно сосредоточиться на профилактике.

Ведь факторы риска, способствующие возникновению раковых мутаций, хорошо известны: это курение и воздействие ультрафиолета.

Отис Броули, главный медицинский специалист Американского онкологического общества, считает, что борьба с этими рисками поможет предотвратить множество случаев рака.

Он приводит пугающую статистику: в 1900 году стандартизированный по возрасту уровень смертности от рака в США был равен 65 случаев на 100 тыс. человек, но всего 90 лет спустя эта цифра увеличилась до 210 смертей на 100 тыс.

Курение является одним из тех факторов смертности, которые лучше всего поддаются профилактике

«Если за 90 лет этот уровень так сильно вырос, значит, на то есть причина, — говорит Броули. — Если ее устранить, число раковых заболеваний снизится».

За последние два десятилетия уровень смертности снизился на 25%. «Этого удалось достичь во многом благодаря профилактике рака», — считает Броули.

  1. Таким образом, можно утверждать, что возникновение некоторых смертельных форм рака удается предотвращать.
  2. Так, например, одна треть смертельных случаев рака в США вызвана курением.
  3. Организация Cancer Research UK называет курение » одним из тех факторов смертности, которые лучше всего поддаются профилактике «.
  4. В то же время, несмотря на снижение уровня смертности, число случаев рака неуклонно растет.

Правообладатель иллюстрации Thinkstock Image caption Ученые считают, что курение — одна из главных причин развития рака

В некоторой степени это можно объяснить улучшившейся диагностикой, в результате чего выявляется и учитывается больше случаев. В частности, это верно для рака простаты.

  • Но еще более убедительная причина роста числа раковых заболеваний — увеличение продолжительности жизни.
  • «Если вы проживете достаточно долго, вам не избежать рака», — считает Бьянкин.
  • «Если мы решим, что все мы хотим жить больше 70 лет, нам нужно смириться с мыслью, что рано или поздно мы заболеем той или иной формой рака», — согласен с ним Барделли.
  • Итальянский ученый считает, что это неизбежно, так как наши клетки недостаточно развиты для того, чтобы сохранять ДНК на протяжении столь долгого срока жизни.

Если мы решим, что все мы хотим жить больше 70 лет, нам нужно смириться с мыслью, что рано или поздно мы заболеем той или иной формой рака

  1. Броули же вообще заявляет, что любой человек старше 40 лет не сможет уберечься от мутации, способной на каком-то этапе его жизни вызвать рак.
  2. Это звучит тревожно, но, к счастью, наши естественные защитные механизмы, как правило, способны избавляться от мутаций, разрушая мутировавшие клетки до того, как те превратятся в полноценную опухоль.
  3. Даже несмотря на то, что рост числа раковых заболеваний — почти неизбежное последствие улучшения других показателей нашего здоровья, разработка лучших способов лечения движется быстрыми темпами.
  4. Вполне вероятно, что ученые смогут осуществить прорыв в этой области, изучая то, как «эволюция борется с эволюцией».
  5. «Наш организм должен начать использовать ресурсы, которые накапливались в течение многих миллионов лет», — говорит Барделли.

«Надежда есть. Я уверен, что мы победим рак, — утверждает он. — Иногда мы терпим неудачу из-за неправильной постановки проблемы. Не стоит никого в этом винить, ведь именно так работает наука».

  • Прочитать оригинал этой статьи на английском языке можно на сайте BBC Earth.

Причины рака: образ жизни, гены и… просто случай

Как известно, риск возникновения рака повышают такие факторы, как неправильный образ жизни и унаследованные гены. Однако согласно последним исследованиям, большинство разновидностей рака связано с еще одной причиной — случайной мутацией во время деления клеток нашего организма.

Согласно результатам исследования, опубликованным в журнале Science, генетические мутации, случайно происходящие во время деления клеток, являются «главной причиной всех случаев возникновения рака, и это зачастую важнее наследственных или внешних факторов, связанных с воздействием окружающей среды».

Ученые медицинского факультета университета Джона Хопкинса в Балтиморе проанализировали публикации, чтобы определить количество стволовых клеток и частоту их деления в 31 типе тканей в организме человека, кроме исключенных из поля исследования тканей молочной и предстательной желез.

Затем ученые сравнили два показателя: общее число делений стволовых клеток в каждом виде ткани в течение жизни американца и риск развития раковых опухолей в этом виде ткани в течение жизни этого человека.

Ученые пришли к выводу: связь между этими показателями указывает на то, что в двух третях случаев разная степень риска развития раковой опухоли в различных видах ткани может быть связана со случайными или «стохастическими» мутациями ДНК, происходящими в процессе деления клеток.

И лишь в одной трети случаев возникновение раковой опухоли объясняется воздействием наследственных или внешних факторов, например, курением. «Следовательно, случайное воздействие репликации ДНК, по всей вероятности, является основной причиной развития раковой опухоли в организме человека», — сделали вывод ученые.

Однако, как сказал один из авторов исследования доцент кафедры онкологии университета Джона Хопкинса Кристиан Томасетти (Cristian Tomasetti), «для обычных людей это ничуть не означает, что они могут продолжать курить, пить и загорать, и с ними ничего не случится».«Совершенно нет.

И я действительно хочу показать, что наше исследование говорит не об этом», — уточняет доктор Томасетти. Не подлежит сомнению, что рак легких, кожи и других тканей связан с образом жизни, например, с курением или пребыванием на солнце. Ученый считает, что люди по-прежнему должны относиться к этому очень внимательно и постараться изменить образ жизни или вести себя осторожнее.

Однако, по его словам, он надеется, что результаты исследования станут очередным доказательством важной роли ранней диагностики онкологических заболеваний, профилактику которых исключительно за счет изменения образа жизни нельзя считать достаточно эффективной.

«Это подразумевает проведение скрининга, а также проведение новых исследований и поиска новых методов ранней диагностики раковых опухолей, — считает он. Особенно это касается тех разновидностей рака, которые, по-видимому, в большинстве случаев обусловлены случайными мутациями… изменение образа жизни, скорее всего, не повлияет на частоту возникновения таких разновидностей рака».

Риск развития раковой опухоли существенным образом зависит от вида ткани. Несмотря на то, что значительная часть человеческого тела состоит из мышц и костей, раковые клетки в этих тканях развиваются весьма редко. А вот простата — железа небольших размеров, но при этом рак простаты одно из самых распространенных среди мужчин онкологических заболеваний.

Раковые опухоли гораздо чаще поражают легкие или щитовидную железу, чем мозг.В некоторых случаях такая зависимость связана с внешними факторами риска или наследственными факторами.

Ученым уже давно известно, что генетические мутации, происходящие во время деления стволовых клеток, также играют роль в развитии рака, но исследователи из университета Джона Хопкинса попытались представить эти случаи в количественной форме.В различных видах тканей число стволовых клеток обычно составляет незначительную часть от общего количества клеток.

Однако, как выяснили ученые, как правило, это единственный вид клеток, способных вызвать развитие опухоли. В большинстве видов тканей деление стволовых клеток происходит постоянно на протяжении всей жизни человека, что позволяет восполнять потерю тканей или восстанавливать поврежденные ткани.

Каждая стволовая клетка обладает способностью либо остаться стволовой клеткой, либо трансформироваться в «специализированную» клетку более узкого назначения, например, клетку мышечной ткани или клетку мозга.

Если речь идет о клетках кожи, то воздействию испускаемых солнцем ультрафиолетовых лучей, известных своими канцерогенными свойствами, подвергаются два вида клеток — меланоциты и базальные клетки. Однако меланома образуется гораздо реже, чем базально-клетчатый рак. «Результаты наших исследований позволяют предположить, что такая разница обусловлена тем, что в течение жизни деление базальных клеток эпидермиса происходит гораздо чаще, чем деление меланоцитов», — утверждают ученые университета Джона Хопкинса.

По мнению профессора кафедры эпидемиологии, медицины и генетики Медицинского центра Чикагского университета Хабибула Асана (Habibul Ahsan), это исследование представляет определенный интерес, хотя его нельзя назвать полностью убедительным из-за отсутствия результатов по таким самым распространенным разновидностям рака, как рак молочной железы и рак предстательной железы. Кроме того, по его словам, следует провести дополнительные исследования и выяснить, почему деление стволовых клеток в разных тканях происходит с различной частотой. По мнению Асана и ученых из университета Джона Хопкинса, эта разница в частоте делений, вероятно, обусловлена внешними или наследственными факторами.

Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.

Читайте также:  Фамотидин: инструкция по применению, цена, отзывы. аналоги и показания к применению

Присоединяйтесь к нам в Одноклассниках, чтобы быть в теме главных событий. Tweet

Агрегатор новостей 24СМИ

Основная причина рака – не образ жизни, а случайные мутации

Случайные мутации ДНК являются основной причиной онкологических заболеваний | Медичний часопис

Резюме. В соответствии с математической моделью секвенирования ДНК и масштабными эпидемиологическими данными две трети онкологических заболеваний являются результатом случайных погрешностей репликации ДНК

Основная причина рака – не образ жизни, а случайные мутации

В настоящее время общепризнано влияние отдельных факторов онкогенеза, в частности курения. Однако не так хорошо известно, что каждый раз процесс деления нормальной клетки и репликация ее ДНК сопровождаются множеством погрешностей.

Кристиан Томасетти (Cristian Tomasetti), доктор философии, доцент биостатистики Онкологического центра Джона Хопкинса, отметил, что подобные ошибки репликации являются потенциальным источником онкологических мутаций, роли которых научная общественность ранее не придавала особой значимости, однако в новом исследовании была впервые произведена оценка вклада погрешностей ДНК-репликаций в развитие подобных мутаций. Результаты исследования опубликованы в издании «Science» 24 марта 2017 г.

В х о проведенной работе авторы отметили, что, в целом, их выводы согласуются с данными эпидемиологических исследований, показывающих, что около 40% онкологических заболеваний можно предотвратить, избегая нездоровой окружающей среды и образа жизни.

Однако в новом исследовании затронут вопрос развития онкопатологии у людей, которые ведут здоровый образ жизни, придерживаясь соответствующих рекомендаций, не имеют отягощенного семейного анамнеза и не подвержены действию каких-либо известных канцерогенов.

В предыдущем исследовании, опубликованном в журнале «Science» 2 января 2015 г., К. Томасетти и Берт Фогельштайн (Bert Vogelstein) сообщили о том, что погрешности ДНК-репликаций могут объяснять причины, по которым определенные виды онкологических заболеваний, например рак толстой кишки, встречаются чаще других.

Целью нового исследования стал поиск ответа на вопрос: «Какая доля онкологических заболеваний в результате мутаций обусловлена ошибками копирования ДНК?». Для решения поставленной задачи специалисты детально изучили мутации, приводящие к аномальному клеточному росту, среди 32 типов опухолей.

В ходе работы авторами была разработана математическая модель с применением данных секвенирования ДНК согласно Атласу ракового генома (The Cancer Genome Atlas), а также эпидемиологических данных в соответствии с базой данных Исследований рака в Великобритании (Cancer Research UK database).

Ученые объяснили, что обычно для инициации онкологического процесса достаточно двух или более генетических мутаций, имеющих критическую значимость. У человека такие мутации могут быть вызваны случайными погрешностями в репликации ДНК, влиянием факторов окружающей среды или механизмом генетического наследования. Основываясь на этом, К. Томасетти и Б.

Фогельштайн применили разработанную ими математическую модель, позволившую продемонстрировать, что при суммарной оценке критических мутаций, например в раковых клетках поджелудочной железы, развитие в них онкологического процесса в 77% случаев обусловлено случайными ошибками ДНК-репликации, тогда как факторам окружающей среды (например курению) принадлежат лишь 18% от общего влияния, инициирующего онкогенез, а наследственности — 5%. При других типах онкологических заболеваний, поражающих, например, костную ткань, предстательную железу, головной мозг, более 95% мутаций происходят из-за случайных ошибок копирования. С другой стороны, при раке легкого, отмечают авторы, 65% всех мутаций обусловлены действием факторов окружающей среды, в основном курением, а 35% связаны с погрешностями копирования ДНК, тогда механизм наследования не играет значимой роли. В целом, ученые выяснили, что 66% онкогенных мутаций среди изученных 32 типов рака являются итогом случайных нарушений копирования ДНК; 29% могут быть связаны с индивидуальным образом жизни или влиянием факторов окружающей среды, и лишь 5% обусловлены наследственностью. Поэтому, по словам Б. Фогельштайна, вероятно, «ничто из того, что ты предпринял или не предусмотрел, не делает тебя ответственным за твою болезнь».

Подводя итоги, авторы работы подчеркнули, что настоящие и будущие усилия по снижению влияния известных факторов экологического риска, несомненно, будут иметь значимые результаты в отношении заболеваемости раком.

Однако было бы оправданным сосредоточить внимание научной общественности на разработке стратегий раннего выявления подобных заболеваний, которые бы учитывали несравнимо большее число их случаев, вызванных случайными ошибками копирования ДНК.

Наталья Савельева-Кулик

Опасное копирование

Раковые мутации возникают по большей части из-за неточного копирования ДНК.

Два года назад исследователи из Университета Джонса Хопкинса опубликовали в Science статью, в которой утверждали, что вероятность рака зависит от активности стволовых клеток.

Как известно, ткани организма постоянно обновляются благодаря резерву собственных стволовых клеток: у крови они одни, у кишечного эпителия – другие, у кожи – третьи и т. д. Скорость деления у них отличается, отличается и число делений, которые стволовая клетка претерпевает за свою жизнь.

С другой стороны, как опять же хорошо известно, разные виды рака имеют разную вероятность: опухоль лёгких по статистике в 11 раз опережает опухоли мозга. Обычно такую разницу объясняют влиянием образа жизни, экологии или же плохой наследственностью.

Однако, по мнению Кристиана Томасетти (Cristian Tomasetti), Берта Вогельштейна (Bert Vogelstein) и их коллег, такая разница в онкологической статистике в больше степени объясняется именно различиями в стволовых клетках: если в какой-то ткани стволовые клетки делятся энергичнее, то и вероятность рака здесь будет больше.

Работа вызвала массу споров, не в последнюю очередь потому, что те, кто ее пересказывал, иногда упускали из виду одну тонкость.

Раковые заболевания возникают из-за мутаций, но обычные, дифференцированные клетки, составляющие основу органа и выполняющие всю специальную работу, не делятся и живут не слишком долго, и даже если они накопят много потенциально онкогенных мутаций, болезнь не начнётся. Стволовые клетки, напротив, живут долго, много раз делятся и могут дать начало опухоли.

Чем больше клетка делится, тем больше вероятность того, что некогда попавшая в неё онкогенная мутация сработает – в ней и в её потомках-клонах.

И тут возникает вопрос: откуда в стволовой клетке может возникнуть мутация? До сих пор считалось, что основные причины онкогенных мутаций – плохая экология и нездоровый образ жизни; кроме того, есть и наследственные причины, когда онкогенная мутация переходит из поколения в поколение.

Но в клетках есть еще один, собственный источник мутаций – это аппарат репликации (удвоения) ДНК. Делящаяся клетка делает копию собственного генетического материала, и ферменты, которые занимаются таким копированием, неизбежно допускают ошибки.

Большую часть ошибок исправляют системы репарации, но некоторые из них так и остаются неисправленными – считается, что при каждом делении в клетке остается в среднем три случайные мутации, возникшие из-за ошибок копирования.

Очевидно, что в стволовых клетках, которые делятся много раз, подобных репликативных мутаций должно становиться все больше.

Сначала все подумали, что авторы статьи говорят именно о репликативных мутациях, что именно они, а не «мутации образа жизни» и не «мутации экологии» преимущественно становятся поводом к раку. Такой вывод для многих выглядел довольно сомнительно.

Авторы тогда уточнили, что они имели в виду просто активность стволовых клеток, которые из-за способности к делению могут дать «зеленый свет» мутациям любого происхождения, хоть «экологическим», хоть наследственным, хоть репликативным.

Однако сейчас Томасетти, Вогельштейн и Лу Ли (Lu Li) выпустили новую статью, в которой уже прямо утверждают, что – да, основной причиной рака служат именно те мутации, которые случились из-за копировальных ошибок.

В современной медицине злокачественные (да и не только злокачественные) заболевания документируются очень хорошо, что позволяет выполнять с накопленными данными разные научные исследования.

И если в первой работе исследователи использовали онкологическую статистику только по США, то теперь они взяли сведения по 17 видам рака в 69 странах.

Для начала они проверили, выполняется ли в мировом масштабе корреляция между активностью стволовых клеток и вероятностью той или иной разновидности опухоли – и оказалось, что выполняется.

Для опухолей существует также базы данных, в которых собраны их мутационные портреты (говоря про мутационный портрет рака, следует помнить о том, что даже в пределах одной опухоли набор мутаций в разных клетках может отличаться).

В ДНК можно узнать дефекты, возникающие, например, из-за ультрафиолета или табачных канцерогенов, так что исследователям оставалось только построить статистическую модель, в которой можно было бы сравнить вероятность опухоли с разными мутациями.

Оказалось, что в целом разные виды рака не слишком сильно зависят от наследственных дефектов ДНК – на них приходится только 5% вероятности того, что у человека появится опухоль. На внешние факторы, вроде экологии и образа жизни, приходится 29%.

А вот на 66% вероятность рака зависит именно от случайных ошибок копирования.

Но в разных видах рака мутации разного происхождения встречаются в разных пропорциях: иногда они составляют всего 10%, а иногда – все 95% от общего числа мутаций.

Однако, по словам исследователей, даже если рассмотреть тот вариант, когда рак в большей степени обусловлен внешними факторами, то на ошибки копирования все равно придется довольно большая доля злокачественной вероятности – целых 40%.

Иными словами, раковые опухоли в значительной мере возникают именно из-за неизбежных мутаций, накапливающихся в стволовых клетках из-за молекулярных ошибок копирования ДНК.

Правда, хотя мы и сказали, что некоторые «внешние» мутации можно легко узнать, тем не менее, у нас пока нет инструмента, который бы позволял, посмотрев на любую мутацию, точно сказать, откуда она взялась: из-за ошибки копирования, из-за какого-то экологического фактора или из-за чего-то еще.

Не будем забывать и о том, что мутации в раковых клетках по-разному взаимодействуют друг с другом, и что по мере развития болезни одни мутации теряют, что называется, свою актуальность, а другие, наоборот, становятся очень нужны для выживания опухоли.

Что до неточного копирования, то это один из главных инструментов эволюции – именно благодаря ошибкам в репликации возникают варианты признаков, из которых в результате отбора остаются те, которые в смысле выживания работают лучше прочих.

В таком случае рак – лишь один побочных продуктов изменчивости, без которой жизнь просто не смогла бы задержаться на Земле.

Вероятно, не стоит стараться повысить точность копирования, однако для понимания природы злокачественных заболеваний и для создания более эффективных способов лечения было бы полезно знать о том, какой вклад вносят мутации разного происхождения в возникновение и развитие опухоли.

О журнале

Наследственность и факторы окружающей среды могут лишь опосредованно влиять на развитие рака, но не способны стать причиной онкологического заболевания.

Математические модели американских ученых указывают на то, что практически две трети приводящих к раку мутаций вызваны ошибками, которые возникают при делении клеток в ходе копирования ДНК.

Опубликованные в Science результаты исследований добавляют весомый аргумент в дискуссию о том, насколько значимы для возникновения рака факторы окружающей среды или наследственность.

Согласно специалистам Центра изучения рака имени Сидни Киммел (Sidney Kimmel Comprehensive Cancer Center) в Балтиморе, многие онкологические заболевания не наследуются и не могут быть предотвращены — например, с помощью изменения образа жизни.

По мнению соавтора работы, генетика Берта Вогельштейна (Bert Vogelstein), исследователи склонны подчеркивать роль экологических факторов в развитии рака. Однако проблема в том, что каждый раз при делении клетки и репликации ДНК имеется возможность появления ошибок, и, как следствие, мутаций.

В 2015 году уже предлагалось объяснение тому, почему одни виды рака встречаются чаще других. Ученые пришли к выводу, что различия в количестве делений стволовых клеток в определенном органе коррелируют с частотой рака в этой области.

Например, клетки головного мозга делятся редко, поэтому и рак встречается намного реже, чем колоректальные опухоли.

В нынешнем исследовании изучалось влияние факторов среды, наследственности и случайных ошибок репликации ДНК на возникновение мутаций, приводящих к развитию рака. Использовалась информация из британской базы данных о раковых заболеваниях, а также данные секвенирования генома для выявления онкологических заболеваний, связанных с внешними факторами.

Обнаружилось, что эта связь изменчива в отношении разных типов рака. К примеру, при некоторых видах злокачественных опухолей легких факторы окружающей среды ответственны за возникновение 65% опухолей, а доля случайных мутаций составляет лишь 35%.

А вот причинами более 95% случаев рака предстательной железы, головного мозга и костной ткани являются ошибки репликации.

В целом, при анализе 32 типов рака выяснилось, что около 66% приводящих к раку мутаций происходят из-за случайных ошибок репликации ДНК, 29% вызываются факторами окружающей среды, а всего 5% обусловлены наследственностью.

Авторы работы подчеркивают, что вовсе не умаляют значимость профилактики онкологических заболеваний в отношении таких известных факторов риска, как курение и воздействие солнечных лучей.

«Тем не менее, до сих пор мы воспринимали мутации в качестве внешних врагов, поэтому считали, что наша главная задача — не позволить им проникнуть внутрь, − говорит Берт Вогельштейн.

— Однако если мы осознаем, что две трети врагов на самом деле уже находятся внутри, то поймем, что нам необходима совершенно иная стратегия. Полагаю, основное значение будет уделяться раннему выявлению и лечению рака, а также профилактике».

Эпидемиологические исследования показывают, что около 42% онкологических заболеваний можно предотвратить, и нынешняя работа не противоречит этим выводам (поскольку к развитию рака обычно приводит более одной мутации).

Тем не менее, авторы исследования надеются, что их выводы помогут пациентам и их семьям, особенно родителям детей с онкологическими заболеваниями, уменьшить чувство вины. «Необходимо понять, что во многих случаях рак возникает независимо от образа жизни или наследственности, − пишут авторы работы.

— Не стоит добавлять чувство вины к ситуации, которая и без того трагична».

Adblock
detector