Афина Актипис - Клетка-предатель. Откуда взялся рак и почему его так трудно вылечить

Характерные признаки рака были изложены в ключевой работе специалистов по биологии рака Дугласа Ханахана и Роберта Вайнберга в 2000 году. Они выделили шесть отличительных признаков рака, к которым 10 лет спустя добавили два новых признака и две характеристики, способствующие его развитию. Эти признаки включают такие характеристики, как избегание клеточной смерти, бесконечное деление, неконтролируемое потребление энергии и образование метастазов за счет разрушения нормальной структуры тканей. Отличительные признаки рака идеально соотносятся с недобросовестным поведением клеток в рамках многоклеточного сотрудничества (рисунок 3.1), которые нарушают правила клеточного сообщества.

Рисунок 3.1. Характерные признаки рака вписываются в пять категорий недобросовестного клеточного поведения в рамках основ многоклеточного сотрудничества. Эти признаки перечислены на внешней окружности, а основы многоклеточного сотрудничества — во внутреннем пятиугольнике. Типы недобросовестного поведения в многоклеточном сообществе — нарушение выживания клеток, разрушение межклеточной среды, нарушенная дифференцировка, монополизация ресурсов и неконтролируемая пролиферация — показаны во внешнем пятиугольнике. Каждая категория недобросовестного поведения клеток соответствует определенным характеристикам рака. Признак «инвазия» показан со звездочкой, так как обычно затрагивает нарушение сразу нескольких основ многоклеточного сотрудничества. Нарушенная дифференцировка клеток показана с двойной звездочкой: она на данный момент не считается характерным признаком рака. Однако концепция недобросовестных клеток указывает на то, что, вероятно, ее следует включить в этот список (нарушение нормальной дифференцировки клеток считается важной характеристикой рака у патологов — еще один довод в пользу признания этого фактора отличительной характеристикой рака) [5] Рисунок перепечатан с разрешения автора (Актипис, 2015, свободная лицензия CC BY 4.0). .

Рассматривая рак с точки зрения недобросовестных клеток, мы можем объединить различные взгляды на эту болезнь, а также понять, как природа рака связана с фундаментальным конфликтом интересов между эволюцией сотрудничества и эволюцией многоклеточной жизни. Концепция недобросовестной клетки позволяет объединить различные взгляды на рак в единую теорию. Как мы уже знаем, специалисты по биологии рака характеризуют его по его типичным особенностям, перечню известных фенотипов раковых клеток (их признаков и характеристик). Эти характерные признаки представляют собой проявления недобросовестного поведения клеток в рамках многоклеточного сотрудничества, лежащего в основе жизни.

В клинических условиях рак зачастую определяется наличием инвазии и метастазов (хотя имеются и исключения, такие как инкапсулированная карцинома молочного протока). То, что врачи делают упор именно на этих признаках, вполне логично, ведь это важнейшие индикаторы наличия угрозы жизни пациенту. Между тем, если рассматривать рак по всему древу жизни, инвазия и метастазы порой перестают быть определяющими факторами — более того, они могут и вовсе потерять какой-либо смысл. Так, например, у хохлатых кактусов отсутствуют многие характеристика рака, по которым его обычно определяют в больнице: у них нет ни органов, окруженных оболочками, которые могут быть разорваны инвазивными раковыми клетками, ни кровеносной системы, по которой они могли бы перемещаться к другим тканям и образовывать метастазы. В случае кактусов нет никакого смысла определять рак наличием инвазии и метастазов. Если мы хотим сравнивать между собой рак у различных форм жизни, то нам необходимо определение и подход, применимые для любой формы многоклеточной жизни, например концепция недобросовестных клеток.

Патологи, как правило, выискивают разрушения нормальной структуры тканей, а также клетки с нарушенной дифференцировкой, которые больше не выполняют отведенную им в многоклеточном организме работу. Нарушение нормальной структуры тканей и дифференцировки клеток соответствует несоблюдению двух важнейших элементов многоклеточного сотрудничества: ухода за межклеточной средой и разделения труда. Нарушенная дифференцировка может оказывать особое влияние на соматическую эволюцию, потому что такие клетки способны продолжать делиться, — клетки с нормальной дифференцировкой, как правило, делятся всего несколько раз, после чего становятся частью какой-нибудь обычной ткани (до момента своей гибели).