Існує багато відмінностей між раковими клітинами та нормальними клітинами. Деякі відмінності добре відомі, тоді як інші були виявлені нещодавно і є менш зрозумілими. Вас може зацікавити, чим відрізняються ракові клітини, коли ви справляєтесь із власним раком або з коханою людиною.
Для дослідників розуміння того, як ракові клітини функціонують інакше, ніж нормальні, закладає основу для розробки методів лікування, призначених для позбавлення організму від ракових клітин без пошкодження нормальних клітин.
У першій частині цього списку розглядаються основні відмінності між раковими клітинами та здоровими клітинами. Для тих, кого цікавлять деякі важче зрозумілі відмінності, друга частина цього списку є більш технічною.
Регуляція росту клітин
Коротке пояснення білків в організмі, які регулюють ріст клітин, також корисно для розуміння ракових клітин. Наша ДНК несе гени, які, в свою чергу, є основою білків, що виробляються в організмі.
Деякі з цих білків є факторами росту, хімічними речовинами, які допомагають клітинам ділитися і рости. Інші білки працюють на придушення росту.
Мутації окремих генів (наприклад, спричинені тютюновим димом, випромінюванням, ультрафіолетовим випромінюванням та іншими канцерогенами) можуть призвести до ненормальної продукції білків. Занадто багато може вироблятися, або недостатньо, або може бути, що білки ненормальні і функціонують по-різному.
Рак - це складне захворювання, і це, як правило, поєднання цих відхилень, що призводять до ракової клітини, а не одинична мутація або аномалія білка.
© Verywell, 2017.Клітини раку проти нормальних клітин
Нижче наведені деякі основні відмінності між нормальними клітинами та раковими клітинами, що, в свою чергу, пояснює, як злоякісні пухлини ростуть і реагують інакше на своє оточення, ніж доброякісні пухлини.
Зростання
Нормальні клітини перестають рости (розмножуватися), коли присутня достатня кількість клітин. Наприклад, якщо клітини виробляються для відновлення порізу шкіри, нові клітини більше не виробляються, коли є достатньо клітин, щоб заповнити отвір (коли ремонтні роботи закінчені).
На противагу цьому, ракові клітини не перестають рости, коли в них достатньо клітин. Це постійне зростання часто призводить до утворення пухлини (скупчення ракових клітин).
Кожен ген в організмі містить план, який кодує інший білок. Деякі з цих білків є факторами росту - хімічними речовинами, які спонукають клітини рости і ділитися. Якщо ген, що кодує один з цих білків, застряг у положенні «увімкнено» за допомогою мутації (онкоген), білки фактора росту продовжують вироблятися. У відповідь клітини продовжують рости.
Спілкування
Клітини раку не взаємодіють з іншими клітинами, як це роблять нормальні клітини.Звичайні клітини реагують на сигнали, надіслані з інших сусідніх комірок, які кажуть, по суті, "ви досягли своєї межі". Коли нормальні клітини «чують» ці сигнали, вони перестають рости. Клітини раку не реагують на ці сигнали.
Ремонт клітин та загибель клітин
Нормальні клітини або відновлюються, або гинуть (зазнають апоптозу), коли вони пошкоджені або старіють. Клітини раку або не відновлюються, або не зазнають апоптозу.
Наприклад, один білок під назвою p53 має завдання перевірити, чи не надто пошкоджена клітина для відновлення, і якщо так, то порадити клітці вбитись. Якщо цей білок р53 аномальний або неактивний (наприклад, внаслідок мутації гена р53), то старим або пошкодженим клітинам дозволяється розмножуватися.
Ген p53 є одним із типів генів супресорів пухлини, який кодує білки, що пригнічують ріст клітин.
Липкість
Нормальні клітини виділяють речовини, які змушують їх злипатися в групі. Клітини раку не здатні виробляти ці речовини, і вони можуть “відплисти” в сусідні місця або через кров або систему лімфатичних каналів у віддалені області тіла.
Можливість метастазувати (поширювати)
Нормальні клітини залишаються в тій частині тіла, де вони належать. Наприклад, клітини легенів залишаються в легенях. У деяких ракових клітинах може не бути молекул адгезії, які спричиняють липкість, і вони здатні від’єднуватися та рухатися через кров та лімфатичну систему до інших областей тіла - вони здатні метастазувати.
Потрапляючи в новий регіон (наприклад, лімфатичні вузли, легені, печінку або кістки), вони починають рости, часто утворюючи пухлини, віддалені від вихідної пухлини.
Зовнішній вигляд
Під мікроскопом нормальні клітини та ракові клітини можуть виглядати зовсім по-різному. На відміну від нормальних клітин, ракові клітини часто виявляють набагато більшу мінливість у розмірі клітин - деякі більші за норму, а інші менші за норму.
Крім того, ракові клітини часто мають аномальну форму як клітини, так і ядра ("мозок" клітини.) Ядро виглядає як більшим, так і темнішим, ніж звичайні клітини.
Причиною темряви є те, що ядро ракових клітин містить надлишок ДНК. Зблизька ракові клітини часто мають аномальну кількість хромосом, які розташовані дезорганізовано.
Швидкість зростання
Нормальні клітини відтворюються самі, а потім зупиняються, коли є достатня кількість клітин. Клітини раку швидко розмножуються до того, як клітини мали шанс дозріти.
Дозрівання
Нормальні клітини дозрівають. Клітини раку, оскільки вони швидко ростуть і діляться до повного дозрівання клітин, залишаються незрілими. Лікарі використовують термін недиференційована для опису незрілих клітин (на відміну від диференційованих для опису більш зрілих клітин).
Інший спосіб пояснити це - розглядати ракові клітини як клітини, які не «ростуть» і спеціалізуються на дорослих клітинах. Ступінь дозрівання клітин відповідає ступеню раку. Раки оцінюються за шкалою від 1 до 3, причому 3 є найбільш агресивними.
Ухилення від імунної системи
Коли нормальні клітини пошкоджуються, імунна система (через клітини, які називаються лімфоцитами) визначає та видаляє їх.
Клітини раку здатні уникати (обманювати) імунну систему досить довго, щоб перерости в пухлину, або уникаючи виявлення, або виділяючи хімічні речовини, які інактивують імунні клітини, які з’являються на місці події. Деякі новіші препарати для імунотерапії розглядають цей аспект ракових клітин.
Функціонування
Нормальні клітини виконують функцію, яку вони повинні виконувати, тоді як ракові клітини можуть бути непрацездатними.
Наприклад, нормальні лейкоцити допомагають боротися з інфекціями. При лейкемії кількість білих кров'яних клітин може бути дуже високою, але оскільки ракові білі кров'яні клітини не функціонують належним чином, люди можуть бути більш схильні до ризику зараження навіть при підвищеному рівні лейкоцитів.
Те саме може стосуватися речовин, що виробляються. Наприклад, нормальні клітини щитовидної залози виробляють гормон щитовидної залози. Ракові клітини щитовидної залози (рак щитовидної залози) можуть не виробляти гормон щитовидної залози. У цьому випадку в організмі може бракувати достатньої кількості гормонів щитовидної залози (гіпотиреоз), незважаючи на збільшення кількості тканини щитовидної залози.
Кровопостачання
Ангіогенез - це процес, за допомогою якого клітини залучають кровоносні судини для росту та живлення тканини. Нормальні клітини піддаються процесу, який називається ангіогенез, лише як частина нормального росту та розвитку та коли необхідна нова тканина для відновлення пошкодженої тканини.
Клітини раку піддаються ангіогенезу, навіть коли зростання не є необхідним. Один із видів лікування раку передбачає використання інгібіторів ангіогенезу - ліків, що блокують ангіогенез в організмі, намагаючись утримати пухлини від зростання.
Більше відмінностей
Цей список містить подальші відмінності між здоровими та раковими клітинами. Для тих, хто хоче пропустити ці технічні моменти, перейдіть до наступного підзаголовка, позначеного узагальненням відмінностей.
Ухилення від пригнічувачів росту
Нормальні клітини контролюються супресорами росту (пухлини). Існує три основних типи генів-супресорів пухлини, які кодують білки, що пригнічують ріст.
Один тип каже клітинам уповільнити і припинити ділитись. Один тип відповідає за фіксацію змін у пошкоджених клітинах. Третій тип відповідає за апоптоз, зазначений вище. Мутації, в результаті яких будь-який з цих генів супресорів пухлини інактивується, дозволяють раковим клітинам рости неперевіреним.
Інвазивність
Нормальні клітини слухають сигнали сусідніх клітин і перестають рости, коли зазіхають на сусідні тканини (щось, що називається гальмуванням контакту). Клітини раку ігнорують ці клітини і вторгаються в сусідні тканини.
Доброякісні (неракові) пухлини мають фіброзну капсулу. Вони можуть натискати на сусідні тканини, але вони не вторгаються / не змішуються з іншими тканинами.
Клітини раку, навпаки, не поважають кордонів і не вторгаються в тканини. Це призводить до пальцевих проекцій, які часто відзначаються при рентгенологічних скануваннях ракових пухлин. Слово рак, по суті, походить від латинського слова краб, що використовується для опису крабоподібної інвазії раку в сусідні тканини.
Джерело енергії
Звичайні клітини отримують більшу частину своєї енергії (у вигляді молекули, званої АТФ) за допомогою процесу, який називається циклом Кребса, і лише невелика кількість енергії за допомогою іншого процесу, званого гліколізом.
Багато типів ракових клітин виробляють свою енергію за допомогою гліколізу, незважаючи на наявність кисню(Феномен Варбурга). Таким чином, міркування гіпербаричної кисневої терапії є хибними. Іноді гіпербаричний кисень може спричинити ріст раку.
Смертність / Безсмертя
Нормальні клітини є смертними, тобто мають тривалість життя. Клітини не призначені для життя вічно, і, як і люди, в яких вони перебувають, клітини старіють. Дослідники починають розглядати те, що називається теломерами, структурами, що утримують ДНК разом на кінці хромосом, щодо їх ролі в раку.
Одним з обмежень росту в нормальних клітинах є довжина теломер. Щоразу, коли клітина ділиться, теломери стають коротшими. Коли теломери стають занадто короткими, клітина вже не може ділитися, і клітина гине.
Клітини раку придумали спосіб оновлення теломер, щоб вони могли продовжувати ділитися. Фермент під назвою теломераза працює для подовження теломер, завдяки чому клітина може ділитися необмежено довго - по суті стаючи безсмертною.
Можливість "приховувати"
Багато людей задаються питанням, чому рак може рецидивувати роками, а іноді і через десятиліття після того, як він зникає (особливо при пухлинах, таких як позитивні рецептори естрогену на рак молочної залози). Існує кілька теорій про те, чому рак може повторитися.
Загалом вважається, що існує ієрархія ракових клітин, причому деякі клітини (ракові стовбурові клітини) мають здатність протистояти лікуванню та лежати у стані спокою. Це активна область досліджень і надзвичайно важлива.
Геномна нестабільність
Нормальні клітини мають нормальну ДНК і нормальну кількість хромосом. Ракові клітини часто мають ненормальне число хромосом, і ДНК стає все більш ненормальною, оскільки вона розвиває безліч мутацій.
Деякі з них є мутаціями драйверів, тобто вони обумовлюють трансформацію клітини до раку. Багато мутацій є мутаціями пасажирів, тобто вони не мають безпосередньої функції для ракової клітини.
Для деяких видів раку визначення, які мутації драйверів присутні (молекулярне профілювання або тестування генів) дозволяє лікарям використовувати цілеспрямовані ліки, які конкретно націлені на ріст раку.
Розробка цільових методів терапії, таких як інгібітори EGFR для раку з мутацією EGFR, є одним із найбільш швидкозростаючих та прогресуючих напрямків лікування раку.
Як клітина стає раковою
Як було зазначено вище, існує багато відмінностей між нормальними клітинами та раковими клітинами. Також заслуговує на увагу кількість «контрольних пунктів», які потрібно обійти, щоб клітина перетворилася на ракову:
- Клітина повинна мати фактори росту, які спонукають її рости, навіть коли зростання не є необхідним.
- Клітини повинні ухилятися від білків, які спрямовують клітини зупиняти ріст і гинути, коли вони стають аномальними.
- Клітина повинна уникати сигналів від інших клітин,
- Клітини повинні втратити нормальну “липкість” (молекули адгезії), яку виробляють нормальні клітини.
Загалом, нормальній клітині дуже важко перетворитися на ракову пухлину, що може здатися дивним, враховуючи, що кожен третій чоловік розвине рак у своєму житті.
Пояснення полягає в тому, що в нормальному організмі приблизно три мільярди клітин діляться щодня. «Аварії» при розмноженні клітин, спричинені спадковістю або канцерогенами в навколишньому середовищі, під час будь-якого з цих відділів можуть створити клітину, яка після подальших мутацій може перерости в ракову клітину.
Як зазначалося вище, існує багато відмінностей у ракових клітинах і нормальних клітинах, які складають або доброякісні, або злоякісні пухлини. Крім того, існують способи поведінки пухлин, що містять ракові клітини, або нормальних клітин в організмі.
Концепція стовбурових клітин раку
Після обговорення цих багатьох відмінностей між раковими клітинами та нормальними клітинами, ви можете задатися питанням, чи є відмінності між самими раковими клітинами. Те, що може існувати ієрархія ракових клітин - деякі мають інші функції, ніж інші - є основою дискусій щодо вивчення стовбурових клітин раку, як обговорювалося вище.
Ми досі не розуміємо, як ракові клітини, здавалося б, ховаються роками чи десятиліттями, а потім знову з’являються. Деякі вважають, що "генерали" в ієрархії ракових клітин, які називаються раковими стовбуровими клітинами, можуть бути більш стійкими до лікування і мати здатність лежати у стані спокою, коли інші ракові клітини солдатів усуваються такими методами лікування, як хіміотерапія.
Хоча в даний час ми розглядаємо всі ракові клітини в пухлині як однакові, цілком ймовірно, що в майбутньому лікування буде додатково враховувати деякі відмінності в ракових клітинах в окремій пухлині.
Слово від Verywell
Багато людей розчаровуються, дивуючись, чому ми ще не знайшли способу зупинити всі випадки раку на їх шляху. Розуміння багатьох змін, які зазнає клітина в процесі становлення ракової клітини, може допомогти пояснити деяку складність. На даний момент існує не один крок, а досить багато таких, які вирішуються по-різному.
Крім того, рак - це не одне захворювання, а радше сотні різних захворювань. І навіть два раки, однакові за типом та стадією, можуть поводитися дуже по-різному. Якби в кімнаті було 200 людей з однаковим типом та стадією раку, вони мали б 200 різних видів раку з молекулярної точки зору.
Однак корисно знати, що, дізнавшись більше про те, що робить ракову клітину раковою клітиною, ми отримуємо більше розуміння того, як зупинити розмноження цієї клітини, і, можливо, навіть здійснивши перехід до становлення ракової клітини в першу чергу місце.
На цій арені вже досягнуто успіху, оскільки розробляються цілеспрямовані терапії, які розрізняють ракові клітини та нормальні клітини за своїм механізмом.
І дослідження імунотерапії настільки ж захоплюючі, як і ми знаходимо способи «стимулювати» нашу власну імунну систему робити те, що вони вже знають, - знаходити ракові клітини та усувати їх.
Виявлення способів, як ракові клітини «маскуються» і приховуються, призвело до кращих методів лікування, і рідко - до повних ремісій, для деяких людей з найсучаснішими солідними пухлинами.
Як рак поширюється на інші частини тіла?
