Как происходит деление раковых клеток? Биологическое лечение рака легких при генных мутациях От чего зависит персональный уровень риска.

С развитием онкологии ученые научились находить слабые места у опухоли – мутации в геноме клеток опухоли .

Ген - это часть ДНК, которая была унаследована от родителей. Половину генетической информации ребенок получает от матери, половину от отца. В теле человека находятся более 20 000 генов, каждый из которых выполняет свою определенную и важную роль. Изменения в генах резко нарушают протекание важных процессов внутри клетки, работу рецепторов, выработку необходимых белков. Эти изменения называют мутациями.

Что значит мутация генов при раке? Это изменения в геноме или в рецепторах опухолевой клетки. Эти мутации помогают опухолевой клетке выживать в трудных условиях, быстрее размножаться и избегать гибели. Но существуют механизмы, с помощью которых мутации можно нарушить или заблокировать, вызвав этим гибель раковой клетки. Для того чтобы воздействовать на определенную мутацию, ученые создали новый вид противоопухолевой терапии под названием «Таргетная терапия» .

Препараты, применяемые при данном лечении, называются таргетными препаратами, от англ. target - мишень. Они блокируют мутации генов при раке , тем самым запуская процесс уничтожения раковой клетки. Для каждой локализации рака характерны свои мутации, а для каждого типа мутаций подходит только определенный таргетный препарат.

В этом разделе мы расскажем, какие бывают мутации генов при раке , зачем необходимо делать молекулярно-генетическое исследование, и какие препараты воздействуют на определенные мутации генов при раке .

В первую очередь, мутации делятся на естественные и искусственные . Естественные мутации возникают непроизвольно, а искусственные - при воздействии на организм различных мутагенных факторов риска .

Также существует классификация мутаций по наличию изменений в генах, хромосомах или во всем геноме . Соответственно, мутации делятся на:

1. Геномные мутации - это мутации клеток, в результате которых изменяется число хромосом, что ведет к возникновению изменений в геноме клетки.

2. Хромосомные мутации - это мутации, при которых происходит перестройка структуры отдельных хромосом, в результате чего наблюдаются потеря или удвоение части генетического материала хромосомы в клетке.

3. Генные мутации - это мутации, при которых идет изменение одной или нескольких различных частей гена в клетке.

Большинство обывателей пребывает во мнении, что нет болезни хуже, чем рак. Любой врач готов оспаривать эту мысль, но общественное мнение штука консервативная.

И несмотря на то, что онко-патология занимает почетное третье место среди причин инвалидности и смерти, люди еще очень долго будут считать, что нет болезни страшнее, и искать способы, как избежать онкологии.

Известно, что любое заболевание дешевле и проще профилактировать, чем лечить, и рак не исключение. Да и само лечение, начатое в ранней стадии заболевания в разы эффективнее, чем в запущенных случаях.

Основные постулаты, которые позволят не умереть от рака:

• Уменьшение воздействия на организм канцерогенов. Любой человек, убрав из своего быта, хотя бы часть онкогенных факторов, в состоянии снизить риск раковой патологии как минимум в 3 раза.
• Крылатая фраза — «все болезни от нервов» для онкологии не исключение. Стресс является пусковым механизмом активного роста раковых клеток. Поэтому избегайте нервных потрясений, учитесь бороться со стрессами — медитация, йога, позитивное отношение к происходящему, метод «Ключ» и прочие психологические тренинги и настрои.
• Ранняя диагностика и раннее лечение. считает, что рак, выявленный на начальной стадии, излечим более, чем в 90% случаев.

Механизм развития опухоли

Раковое заболевание в своем развитии проходит три стадии:

Зарождение мутации клеток — инициация

В процессе жизнедеятельности клетки наших тканей постоянно делятся, заменяя погибшие или отработанные. При делении могут возникать генетические ошибки (мутации), «клеточный брак». Мутация приводит к перманентному изменению генов клетки, воздействуя на ее ДНК. Такие клетки не превращаются в нормальные, а начинают неудержимо делиться (при наличии предрасполагающих факторов), образуя раковую опухоль. Причины мутаций бывают следующие:

• Внутренние: генетические аномалии, гормональные сбои и т.д.
• Внешние: радиация, курение, тяжелые металлы и т.д.

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) считает, что 90% онко-заболеваний возникает под действием внешних причин. Факторы внешней или внутренней среды, воздействие которых может вызвать онкологическое заболевание и способствовать росту опухоли называются – КАНЦЕРОГЕНЫ.

Вся стадия зарождения таких клеток может занимать несколько минут — это время всасывания канцерогена в кровь, доставка его к клеткам, прикрепление к ДНК и переход в состояние активно действующего вещества. Процесс завершается, когда происходит формирование новых дочерних клеток с измененной генетической структурой — всё!

И это уже необратимо (за редким исключением), см. . Но, на этом процесс может приостановится до тех пор, пока не создадутся благоприятные условия для дальнейшего роста колонии раковых клеток, поскольку иммунная система не дремлет и борется с такими мутировавшими клетками. То есть при ослаблении иммунитета — мощный стресс, (чаще всего это потеря близких людей), тяжелое инфекционное заболевание, а также при гормональном сбое, после травмы (см. ) и пр. — организм не в силах справляться с их ростом, тогда начинается 2 этап.

Наличие благоприятных условий для роста мутирующих клеток — промоция

Это гораздо более длительный период (годы, даже десятилетия), когда вновь возникшие мутировавшие клетки, предрасположенные к раку, готовы размножаться до заметной раковой опухоли. Вот именно эта стадия может быть обратима, поскольку все зависит от того, будут ли раковые клетки обеспечены необходимыми условиями для роста. Существует достаточно много различных версий и теорий причин развития рака, среди которых — связь роста мутировавших клеток и питания человека.

К примеру, авторы Т. Кэмпбелл, К. Кэмпбелл в книге «Китайское исследование, результаты самого масштабного исследования связи питания и здоровья», приводят результаты 35 летних исследований связи онкологии и преобладанием белковой пищи в рационе. Они утверждают, что наличие в дневном рационе более 20% животных белков (мясо, рыба, птица, яйца, молочные продукты) способствует интенсивному росту раковых клеток, и наоборот, наличие в ежедневном рационе антистимуляторов (растительная пища без термической, кулинарной обработки) замедляют и даже останавливает их рост.

Согласно этой теории, следует быть весьма осторожными с различными модными сегодня белковыми диетами. Питание должно быть полноценным, с обилием овощей и фруктов. Если человек с 0-1 стадией онкологии (не зная об этом) «садится» на белковую диету (к примеру, с целью похудеть), он по сути кормит раковые клетки.

Развитие и рост — прогрессия

Третья стадия — прогрессирующий рост группы сформировавшихся раковых клеток, завоевание соседних и отдаленных тканей, то есть развитие метастазов. Этот процесс необратим, но также возможно его замедление.

Причины канцерогенеза

ВОЗ разделяет канцерогены на 3 большие группы:

• Физические
• Химические
• Биологические

Науке известны тысячи физических, химических и биологических факторов, способных вызвать клеточные мутации. Однако канцерогенами могут считаться лишь те, действие которых ДОСТОВЕРНО связано с возникновением опухолей. Эта достоверность должна обеспечиваться клиническими, эпидемиологическими и иными исследованиями. Поэтому существует понятие «потенциальный канцероген», это некий фактор, действие которого теоретически может увеличить риск заболеть онкологическим заболеванием, но его роль в канцерогенезе не изучена или не доказана.

Физические канцерогены

К данной группе канцерогенов относятся в основном разного рода излучения.

Ионизирующие излучения

О том, что радиация может вызвать генетические мутации ученые знают давно (Нобелевская премия 1946 года, Джозеф Мёллер), но убедительные доказательства роли радиации в развитии опухолей ими были получены после изучения жертв ядерных бомбардировок Хиросимы и Нагасаки.

Основные источники ионизирующих излучений для современного человека следующие.

• Естественный радиоактивный фон – 75%
• Медицинские манипуляции – 20%
• Прочее – 5%. Среди прочего значатся радионуклиды, оказавшиеся в окружающей среде в результате наземных испытаний ядерного оружия в середине XX века, а также попавшие в нее в после техногенных катастроф в Чернобыле и Фукусиме.

Влиять на естественный радиоактивный фон бесполезно. Современная наука не знает, может ли жить человек совсем без радиации. Поэтому не стоит доверять людям, которые советуют снижать в доме концентрацию радона (50% естественного фона) или защищать себя от космических лучей.

Другое дело рентгеновские исследования, проводимые в медицинских целях.

В СССР флюорографию легких (для выявления туберкулеза) необходимо было выполнять 1 раз в 3 года. В большинстве стран СНГ данное обследование требуется проходить ежегодно. Такая мера снизила распространение туберкулеза, но как она повлияла на общую онкологическую заболеваемость? Ответа наверно нет, потому, что этим вопросом никто не занимался.

Также, среди обывателей очень популярна компьютерная томография. По настоянию пациента ее делают кому нужно и не нужно. Однако большинство людей забывает, что КТ это тоже рентгеновское исследование, только более технологичное. Доза радиации при КТ превышает обычный рентгеновский снимок в 5 – 10 раз (см. ). Мы ни в коем случае не призывает отказаться от рентгеновских исследований. Просто подходить к их назначению необходимо очень взвешенно.

Однако есть еще обстоятельства непреодолимой силы, такие как:

• жизнь в помещениях, построенных из фонящих материалов или ими отделанных
• жизнь под высоковольтными линиями
• служба на подлодках
• работа рентгенологом и пр.

Ультрафиолетовое излучение

Считается, что моду на загар ввела в середине ХХ века Коко Шанель. Однако еще в XIX веке ученым было известно, что постоянное воздействие солнечного света старит кожу. Не просто так сельские жители выглядят старше своих городских ровесников. Они больше бывают на солнце.

Ультрафиолет вызывает рак кожи, это доказанный факт (доклад ВОЗ за 1994 год). Но особо опасен ультрафиолет искусственный – солярий. В 2003 году ВОЗ опубликовала доклад об опасениях, связанных с соляриями и о безответственности производителей данных приборов. Солярии запрещены лицам, не достигшим 18 лет в Германии, Франции, Великобритании, Бельгии, США, а в Австралии и Бразилии они запрещены полностью. Так что бронзовый загар это наверно красиво, но совсем не полезно.

Местное раздражающее воздействие

Хроническая травматизация кожи и слизистых оболочек может стать причиной развития опухоли. Некачественные зубные протезы могут вызвать рак губы, а постоянное трение одежды о родимое пятно – меланому. Не всякая родинка становится раком. Но если она находится в зоне повышенной травмоопасности (на шее – трение воротника, на лице у мужчин – травма при бритье и т.д.) стоит подумать об ее удалении.

Раздражение может быть также термическим и химическим. Любители очень горячей пищи подвергают себя риску рака ротовой полости, глотки и пищевода. Раздражающим действием обладает алкоголь, поэтому люди, предпочитающие крепкие горячительные напитки, а также спирт рискуют возникновением рака желудка.

Бытовое электромагнитное излучение

Речь идет об излучении сотовых телефонов, СВЧ-печей и Wi-Fi роутеров.

ВОЗ официально отнесла сотовые телефоны к потенциальным канцерогенам. Информация о канцерогенности СВЧ только теоретическая, а о влиянии Wi-Fi на опухолевый рост информации вовсе не существует. Как раз наоборот, исследований, демонстрирующих безопасность данных приборов больше, чем измышлений об их вреде.

Химические канцерогены

Международное агентство по изучению рака (МАИР) разделяет вещества, используемые в быту и на производствах, по их канцерогенности на следующие группы (информация приводится по состоянию на 2004 год):

• Достоверно канцерогенные – 82 вещества. Химические агенты канцерогенность которых не вызывает сомнений.
• Вероятно канцерогенные – 65 веществ. Химические агенты канцерогенность которых имеет весьма высокую степень доказательности.
  Возможно канцерогенные – 255 веществ. Химические агенты канцерогенность которых возможна, но подвергается сомнению.
• Вероятно неканцерогенные – 475 веществ. Не существует доказательств канцерогенности данных веществ.
• Достоверно неканцерогенные — химические агенты, доказано не вызывающие рак. Пока в этой группе только одно вещество – капролактам.

Обсудим наиболее значимые химические вещества вызывающие опухоли.

Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ)

Это обширная группа химических веществ, образующихся при неполном сгорании органических продуктов. Содержаться в табачном дыме, выхлопных газах автомобилей и теплоэлектростанций, печной и иной саже, образуются при жарке пищи и термической обработке масла.

Нитраты, нитриты, нитрозосоединения

Это побочный продукт современной агрохимии. Сами по себе нитраты совершенно безвредны, но самостоятельно с течением времени, а также в результате обмена веществ в организме человека они могут превращаться в нитрозосоединения, которые в свою очередь весьма канцерогенны.

Диоксины

Это хлорсодержащие соединения, которые являются отходами химических и нефтеперерабатывающих производств. Могут входить в состав трансформаторных масел, пестицидов и гербицидов. Могут появляться при сжигании бытового мусора, в частности пластиковых бутылок или полиэтиленовой упаковки. Диоксины крайне устойчивы к разрушению, поэтому могут накапливаться в окружающей среде и организме человека, особенно «любит» дикосины жировая клетчатка. Минимизировать попадание диоксидинов в пищу возможно, если:

• не замораживать продукты, воду в пластиковых бутылках — так токсины легко проникают в воду и продукты
• не нагревайте продукты в пластиковых контейнерах в микроволновой печи, лучше использовать закаленное стекло или керамические контейнеры
• не накрывайте еду полиэтиленовой пленкой при разогреве в микроволновой печи, лучше накрывайте бумажной салфеткой.

Тяжелые металлы

Металлы с плотностью большей, чем у железа. В таблице Менделеева их около 40, но для человека наиболее опасны ртуть, кадмий, свинец, мышьяк. В окружающую среду данные вещества попадают из отходов горнорудных, сталелитейных, а также химических производств, некоторое количество тяжелых металлов содержится в табачном дыме и выхлопных газах автомобилей.

Асбест

Это общее название группы тонковолокнистых материалов, содержащих в своей основе силикаты. Сам по себе асбест совершенно безопасен, но его мельчайшие волокна, попадающие в воздух, вызываю неадекватную реакцию эпителия, с которым они контактируют, становясь причиной онкологии любого органа, но чаще всего вызывает и гортани.

Пример из практики участкового терапевта : в доме, построенном из асбеста, вывезенного с территории Восточной Германии (забракованного в этой стране) статистика онкологических заболеваний в 3 раза выше, чем по другим домам. Об этой особенности «фонящего» строительного материала сообщила прораб, которая работала при строительстве этого дома (умерла от рака молочной железы после уже прооперированной саркомы пальца ноги).

Алкоголь

Согласно исследованиям ученых, алкоголь прямым канцерогенным эффектом не обладает. Однако он может выступать в качестве хронического химического раздражителя для эпителия рта, глотки, пищевода и желудка, способствуя развитию в них опухолей. Особенно опасны крепкие алкогольные напитки (свыше 40 градусов). Поэтому любители пить спирт рискуют не только .

Некоторые способы избежать влияния химических канцерогенов

Онкогенные химикаты могу влиять на наш организм разными способами:

Канцерогены в питьевой воде

Согласно данных Роспотребнадзора до 30% естественных водоемов содержат запредельные концентрации опасных для человека веществ. Также не стоит забывать про кишечные инфекции: холера, дизентерия, гепатит А и др. Поэтому воду из естественных водоемов лучше не пить даже кипяченую.

Старые, изношенные водопроводные системы (коих в СНГ до 70%) могут стать причиной попадания в питьевую воду канцерогенов из почвы, а именно нитратов, тяжелых металлов, пестицидов, диоксинов и др. Лучший способ от них защититься – использовать бытовые системы доочистки воды, а также следить за своевременной заменой фильтров в данных приборах.

Вода из естественных источников (колодцы, родники и т.д.) не может считаться безопасной, так как в почве, через которую она проходит может находиться всё, что угодно — от пестицидов и нитратов, до радиоактивных изотопов и боевых отравляющих веществ.

Канцерогены в воздухе

Основные онкогенные факторы во вдыхаемом воздухе это табачный дым, выхлопные газы автомобилей и асбестовые волокна. Чтобы не дышать канцерогенами нужно:

• Бросить курить и избегать пассивного курения.
• Городским жителям стоит поменьше бывать на улице в жаркий, безветренный день.
• Избегать использования стройматериалов, содержащих асбест.

Канцерогены в пище

Полициклические углеводороды появляются в мясе и рыбе при значительном перегревании, то есть при жарке, особенно в жиру. Повторное использование кулинарных жиров значительно увеличивают в них содержание ПАУ, поэтому фритюрницы бытовые и промышленные – отличный источник канцерогенов. Опасны не только картошка-фри, беляши или жареные пирожки, купленные в ларьке на улице, но и барбекю, приготовленное собственными руками (см. ).

О шашлыке стоит сказать особо. Мясо для данного блюда готовится на горячих углях, когда дыма уже нет, поэтому ПАУ в нем не накапливаются. Главное — следить, чтобы шашлык не подгорал и не использовать в мангале средства для розжига, особенно содержащее дизельное топливо.

• Большие количества ПАУ появляются в пище при копчении.
• Подсчитано, что 50 граммов копченой колбасы может содержать столько же канцерогенов, сколько дым от пачки сигарет.
• Банка шпрот наградит ваш организм канцерогенами от 60 пачек.

Гетероциклические амины появляются в мясе и рыбе при длительном перегревании. Чем выше температура и длительнее готовка – тем больше в мясе появляется канцерогенов. Отличный источник гетероциклических аминов - это куры-гриль. Также мясо, приготовленное в скороварке, будет содержать больше канцерогенов, чем просто отварное, поскольку в герметически закрытой посуде жидкость кипит на гораздо более высокой температуре, чем на воздухе — реже используйте скороварку.

Нитрозосоединения самопроизвольно образуются в овощах, фруктах и мясе из нитратов при комнатной температуре. Копчение, обжаривание и консервирование значительно усиливают этот процесс. Напротив, низкие температуры тормозят образование нитрозосоединений. Поэтому храните овощи и фрукты в холодильнике, а также старайтесь употреблять их по возможности сырыми.

Канцерогены в быту

Основной компонент дешевых моющих средств (шампуни, мыло, гели для душа, пены для ванн и т.д.) — лаурил сульфат натрия (Sodium Lauryl Sulfate -SLS или Sodium Laureth Sulfate - SLES). Некоторые специалисты считают его онкогенно опасным. Лаурил сульфат реагирует со многими компонентами косметических препаратов в результате чего образуются канцерогенные нитрозосоединения (см. ).

Основным источником микотоксинов является «жаба», которая «душит» хозяйку, когда она видит слегка подгнивший сыр, хлеб или небольшое пятно плесени на варенье. Такие продукты необходимо выбрасывать, так как удаление плесени с продуктов лишь избавляет вас от поедания самого гриба, но не от афлатоксинов, которые он уже успел выделить.

Напротив, низкие температуры замедляют выделение микотоксинов, поэтому следует шире использовать холодильники и холодные подвалы. Также не стоит употреблять подгнившие овощи и фрукты, а также продукты с истекшими сроками годности.

Вирусы

Вируса способные трансформировать зараженные клетки в раковые называются онкогенными. К ним относятся.

• Вирус Эпштейна-Барр – вызывает лимфомы
• Вирус гепатита «В» и «С» - могут стать причиной рака печени
• Вирус папилломы человека (ВПЧ) – источник рака шейки матки

На самом деле онкогенных вирусов значительно больше, здесь перечислены лишь те, влияние которых на опухолевый рост доказано.

Защитой от некоторых вирусов могут стать вакцины, например, от гепатита «В» или ВПЧ. Многие онкогенные вирусы передаются половым путем (ВПЧ, гепатит «В»), поэтому, чтобы не «нагулять» себе рак, стоит избегать сексуально рискованного поведения.

Как избежать воздействия канцерогенов

Из всего сказанного вытекает несколько несложных рекомендаций, которые позволят значительно снизить влияние онкогенных факторов на ваш организм.

• Откажитесь от курения.
• Как женщинам избежать рака груди: , рожайте детей и долго кормите грудью, отказывайтесь от заместительной терапии гормонами в постменопаузе.
• Употребляйте только качественный алкоголь, желательно не очень крепкий.
• Не злоупотребляйте пляжным отдыхом, откажитесь от посещения солярия.
• Не ешьте очень горячую пищу.
• Кушайте меньше жареной и грилированной пищи, не используйте повторно жир со сковородок и фритюрниц. Предпочтение отдавайте вареным и тушеным продуктам.
• Шире используйте холодильник. Не приобретайте продукты в сомнительных местах и на рынках, следите за их сроками годности.
• Пейте только чистую воду, шире используйте бытовые фильтры водоочистки (см. ).
• Сократите применение дешевой косметики и средств личной гигиены и бытовой химии (см. ).
• При проведении отделочных работ дома и в офисе отдавайте предпочтение натуральным стройматериалам.

Как не заболеть раком? Повторимся - если убрать из своего быта хотя бы часть канцерогенов, можно снизить риск возникновения рака в 3 раза.

Генетическое разнообразие раковой опухоли оказалось гораздо большим, чем выходило по самым смелым расчётам – в трёхсантиметровой опухоли может быть около ста тысяч мутаций!

Клетки становятся раковыми из-за накапливающихся мутаций: изменения в последовательностях генов приводят к тому, что в клетке синтезируются неправильные белки, в том числе и те, которые контролируют клеточное деление, и в результате получается злокачественная опухоль. Известно, что мутаций в раковых клетках довольно много, и что как раз именно благодаря мутационному разнообразию рак может противостоять самым разным схемам лечения. Но много – это сколько? Реально ли посчитать количество мутаций в опухоли, учитывая, что разные её клетки могут в той или иной степени отличаться друг от друга по мутационному профилю?

Исследователи из Медицинского центра Чикагского университета и Геномного института в Пекине попробовали посчитать мутации в небольшой печёночной опухоли человека: её размер был около 3,5 см в диаметре, и насчитывала она более миллиарда клеток. Для анализа ДНК из неё взяли 300 проб. После того, как посчитали мутации в каждой из трёхсот зон, результат экстраполировали на всю опухоль, и оказалось, что в целом в ней должно быть около 100 000 (!) повреждений ДНК , приходящихся на кодирующие участки генов (то есть те, в которых зашифрована информация об аминокислотной последовательности белков). Эта величина превзошла самые смелые расчёты – до сих пор считалось, что раковые клетки отличаются от здоровых несколькими сотнями или же несколькими тысячами мутационных дефектов (предельная оценка составляла всего 20 000 мутаций). Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Конечно, следует помнить, что мутации распределяются неравномерно, и большая их часть встречается с довольно низкой частотой. Сами авторы работы говорят, что 99% разных мутаций приходится менее чем на сто клеток, причём клетки с редкими генетическими дефектами предпочитают находиться вместе. Так или иначе, новые данные говорят нам о том, что в раковой опухоли существуют масса мутаций «про запас» , в которых, очевидно, нет насущной необходимости, которые не находятся под давлением отбора, то есть не представляют жизненной необходимости для раковой клетки. О том, что в опухолях есть полезные (для рака) мутации, или мутации-драйверы, которые помогают опухоли расти, и мутации-«пассажиры», которые никакого эффекта на рост не оказывают и просто так переходят из поколения в поколение, известно уже довольно давно, однако никто и подумать не мог, что рак может обладать настолько большим генетическим разнообразием.

Для медицины это представляет огромную проблему: как мы сказали в начале, рак может выжить благодаря мутациям, обеспечивающим устойчивость к лекарствам, а при таком огромном мутационном ассортименте найти нужную мутацию будет довольно легко, какая-нибудь мутация-«пассажир» внезапно окажется очень даже нужной в изменившихся условиях – например, при смене схемы лечения. (Действительно, предыдущие исследования показали, что клинический прогноз ухудшается с увеличением генетического разнообразия опухоли .) Так что при противораковой терапии нужно как можно скорее и как можно полнее избавиться абсолютно от всех раковых клеток, что весьма и весьма непросто.

МОСКВА, 19 окт - РИА Новости . Появления всего десяти "удачных" мутаций в ДНК большинства клеток хватает для того, чтобы они "взбунтовались" и породили злокачественную раковую опухоль, говорится в статье, опубликованной в журнале Cell .

"Мы решили один из самых старых вопросов, касающихся рака - сколько мутаций должно появиться в ДНК, чтобы нормальная клетка превратилась в раковую. Как оказалось, их число является крайне небольшим. К примеру, типичные клетки рака печени содержат в себе около 4 мутаций, а клетки прямой кишки порождают рак примерно через 10 "опечаток" в ДНК", — заявил Питер Кемпбелл (Peter Campbell) из Института Сангера (Великобритания).

Рак считается сегодня одной из главных причин смерти человека в развитых странах, и его главной особенностью можно назвать то, что частота его развития заметно вырастает в пожилые годы. Как предполагают ученые, это связано с двумя вещами - ухудшением способности организма "чинить" разрывы в ДНК при наступлении старости и накоплением числа потенциально опасных, но не фатальных мутаций в геноме.

Ученые достаточно давно пытаются использовать обе эти закономерности для предсказания вероятности развития рака у того или иного человека, однако пока такие прогнозы или вообще не работают, или отличаются крайне низкой точностью.

Британские генетики впервые подсчитали, как много мутаций требуется для зарождения большинства самых распространенных разновидностей рака, изучив геномы примерно 7600 раковых опухолей, извлеченных из тела пациентов британских клиник.

Развитие рака, как объясняют ученые, идет по тем же Дарвиновским законам, как и эволюция всех остальных форм жизни - благоприятные мутации, способствующие выживанию раковых клеток, постепенно накапливаются в организме, а неудачные их версии приводят к гибели их носителей и их исчезновению из своеобразного ракового "генофонда".

Анализируя и сравнивая ДНК раковых клеток, извлеченных из опухолей одного и того же типа, но принадлежащих при этом разным людям, Кемпбелл и его коллеги надеялись найти подобные "удачные" мутации и понять, какое минимальное их количество необходимо для развития рака, и как долго они могут "выживать" в теле человека.

Этот анализ раскрыл две любопытных вещи, которые не ожидали увидеть биологи. Во-первых, оказалось, что "удачные" мутации могут существовать в клетках очень долгое время и не привлекать внимания систем самозащиты организма, что способствует их накоплению и развитию рака даже в том случае, если мутации появляются в той или иной ткани тела достаточно редко.

Во-вторых, число подобных "опечаток" в ДНК, необходимых для развития рака, оказалось крайне небольшим - в некоторых органах рак может возникнуть даже после одной подобной мутации, а в других - через 3-4 или 10 изменений в структуре ряда ключевых генов.

Что еще интереснее, примерно половина подобных "удачных" мутаций находилась в генах, которые раньше никак не связывались с развитием рака, и были неизвестны ученым, занимающимися изучением злокачественных опухолей. Их изучение, как надеются генетики, поможет нам лучше оценивать вероятность развития рака, а также поможет понять, как накопление мутаций может быть связано со старением тела.

Обусловлен факторами окружающей среды, образом жизни и наследственностью, а какой - случайный. Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Science, 66% которые способствуют развитию рака, вызваны случайными ошибками, возникающими при замене клеток.

Факторы окружающей среды приводят лишь к 29% мутаций, оставшиеся 5% наследуются, а что же является основной причиной мутаций?

Согласно ранним исследованиям, риск развития рака в значительной степени обусловлен случайными ошибками ДНК , которые происходят при делении самообновляющихся клеток. Ученые предлагают более подробное описание роли «слепой удачи» в этом процессе.

Всякий раз, когда происходит репликация ДНК, допускается несколько ошибок - мутаций. В настоящее время большинство этих мутаций не приносит никакого вреда: они находятся в генах, не имеющих отношения к раку. Это обычная ситуация, которую можно назвать удачей. В организме существует система исправления подобных ошибок, но она не всегда работает идеально.

Рак шейки матки

Ваш образ жизни по-прежнему важен

В предыдущем исследовании, опубликованном в 2015 году, ученые Томасетти и Фогельштейн использовали математическую модель для презентации своей теории о риске развития рака , что коррелирует с общим количеством делений, которым подверглись нормальные клетки. Исследование проводилось на примере 31 вида рака. Сперва ученые оценили количество стволовых клеток в тканях, где возникло заболевание, а затем скорость, с которой эти клетки делятся. Сравнивая полученные данные с распространенностью этих раковых заболеваний в Соединенных Штатах, исследователи обнаружили взаимосвязь между делением клеток и продолжительностью жизни при каждом виде рака.

Томасетти и Фогельштейн провели анализ секвенирования генома и эпидемиологических данных 32 типов рака, включая и . На этот раз они пришли к выводу, что почти две трети мутаций объясняются случайными ошибками, которые происходят естественным образом у здоровых, делящихся клеток во время репликации ДНК.

Углубившись, они отыскали 423 международные базы данных раковых заболеваний, чтобы иметь возможность изучить статистику 69 стран, охватывающих 6 континентов и представляющих 4,8 миллиарда человек. Затем, как и в предыдущем исследовании, они оценили деления стволовых клеток в разных тканях человека и сравнивали это с продолжительностью жизни при различных видах рака.

Новая математическая модель снова показала высокую корреляцию между частотой возникновения рака и общим количеством делений нормальных клеток. Однако, на этот раз они обнаружили, что 66% всех генетических мутаций, приводящих к раку, вызваны случайными ошибками .

Новость, несомненно, удручающая, но мутации, вызванные факторами окружающей среды или образом жизни тоже беспорядочны.

Рак простаты

Дефекты ДНК в геноме курильщика также происходят совершенно случайным образом. Другими словами, мутации, вызванные курением или другие случайные мутации, могут влиять как на гены, приводящие к раку, так и на участки ДНК, не имеющие к нему отношения. Однако, образ жизни по-прежнему играет важную роль в профилактике рака.

Томазетти отмечает, что одной мутации недостаточно, чтобы вызвать рак - как правило, должно произойти три или более мутаций. Но ожирение , курение, недостатоточная физическая активность и могут спровоцировать появление необходимого третьего дефекта гена, который приведет вас к болезни. Так что остановить рак или по крайней мере снизить угрозу отчасти в наших силах.

Смещение парадигмы

В 1970-х годах зародилась теория, лежащая в основе исследований онкологии: геномные изменения вызывают рак . Ученые предполагали, что дефекты ДНК вызывают «растрескивание» клеток. Вопрос в том, чем вызваны эти мутации. До сегодняшнего дня считалось, что большинство видов рака вызваны либо поведенческими и экологическими факторами, либо унаследованными генетическими мутациями.

Наше новое исследование опровергает это, - сообщил Томасетти, - Мы знаем о существовании еще одного фактора, который на самом деле вызывает большинство мутаций, - случайные ошибки, допущенные при нормальном делении клеток.

Рак молочной железы

Что ответить сторонникам ЗОЖ?

Данное исследование подверглось критике со стороны коллег Томасетти. В частности, доктор Отис Брэйли, главный медицинский сотрудник Американского онкологического общества, бурно отреагировал на тот факт, что профилактики рака как таковой не существует.

Если тебе суждено заболеть раком, ты им заболеешь?.. - О, я был намного счастливее до вашего исследования, - заявил доктор Брэйли.

Однако сам Брэйли описал консультацию 47-летней женщины, которая утверждала, что вела здоровый образ жизни: ела натуральную пищу, тренировалась, не курила и ежегодно делала маммограмму. Несмотря на наличие чистой маммограммы, всего шесть месяцев назад у нее обнаружили рак молочной железы 4 стадии. ПОЧЕМУ?

Ошибка репликации

Все мы знаем, что ДНК копируется в нашем организме миллион раз в день, а клетки отмирают и заменяются другими. Этот процесс называется митоз (ред.: непрямое деление клетки, наиболее распространенный способ репродукции эукариотических клеток ). Очень важно правильно скопировать ДНК, но, к сожалению, это происходит не всегда.

Например, как известно, врачи еще в 1970-м прекратили делать рентгенографию грудной клетки при раке легких , потому что обнаружили повышенные показатели смертности у тех, кто подвергался , - сообщает Брэйли.

Причина? Последующая, после рентгеновского облучения грудной клетки пациента , нередко вызывала нарушения в легких или сердечный приступ, - пояснил он.

Все еще ведутся споры о пользе и . Проведенные исследования показывают, что, в лучшем случае, маммография снижает риск смертности всего на 30% .

Чем же поможет нам исследование Фогельштейна?

Мы надеемся, что наш труд поможет миллионам пациентов, у которых развился рак, несмотря на почти идеальный образ жизни. Некурящим раковым больным, которые избегали солнца, правильно питались, тренировались и делали все, для того, чтобы предотвратить онкологию .

Важно, чтобы люди, особенно родители детей, страдающих раком, понимали причины недуга.

Этический момент

Первая же статья, на которую вы наткнетесь в интернете, расскажет о том, что рак вызван факторами окружающей среды или наследственностью. Прочитав подобную информацию, родители онкологически больного ребенка, возьмут всю вину на себя. Но ведь это не так. Чувство вины и опустошенность подрывают силы взрослых.

Прогноз

Фогельштейн предсказал, что онкология поразит 1,6 миллиона человек в Соединенных Штатах в этом году. А это является мощным стимулом к поиску новой стратегии борьбы с раком. Ученый надеется, что новое понимание этих случайных мутаций вдохновит многих ученых «посвятить свои усилия различным стратегиям, которые смогут сократить ущерб, причиняемый этими «внутренними врагами». И первый шаг к победе - признание того, что эти враги существуют.