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

Мы создали собственную модель, которая включала в себя раковые стволовые клетки с ограниченным запасом делений, способные давать эволюционное преимущество генетически родственным клеткам. Мы обнаружили, что, несмотря на свой ограниченный потенциал размножения, нестволовые клетки действительно не исчезали из популяции. Данный процесс, если он действительно протекает в опухолях, напоминает так называемое коллективное размножение, наблюдаемое у некоторых видов, когда одни особи размножаются, в то время как другие выступают в роли помощников (это явление свойственно многим птицам, у них в гнезде есть помощники, имеющие с ними родственную связь). Существование подобной системы становится возможным благодаря высокому уровню родства между индивидами в группе.

Можно также попробовать провести параллель между группами раковых клеток и сообществами социальных насекомых, в которых не все индивиды способны к размножению. У многих социальных насекомых имеются стерильные работники и размножающиеся самки-матки. Вполне возможно, что похожее распределение свойственно и группам раковых клеток. Любопытно, что таким сообществам зачастую удается процветать в довольно суровых условиях. Строгая общественная организация полезна в условиях изменчивых ресурсов, так как помогает подстраиваться в случае их резкого сокращения. Подобно группам раковых клеток, сообщества социальных насекомых крайне успешно захватывают новые территории и колонизируют новые среды обитания. На самом деле некоторые социальные насекомые, включая определенные виды муравьев, стали настолько в этом эффективны, что превратились во вредителей, подрывающих структуру сложившихся экологических сообществ и зачастую замещающих аборигенные (возникшие или с древних времен обитающие на данной территории) виды. В этом они похожи на раковые клетки, способные менять экосистему многоклеточного организма и вытеснять аборигенные виды нормальных клеток. В ходе эволюции раковые клетки учатся захватывать и колонизировать новые среды обитания в организме, что становится особенно заметно на поздних стадиях рака. Вопрос о том, могут ли колонии раковых клеток в результате эволюции приобретать такую же структуру и функциональность, как и колонии социальных насекомых, остается открытым, однако эти параллели определенно вызывают любопытство и заслуживают дальнейшего изучения.

Условия среды обитания оказывают сильнейшее влияние на взаимодействие любых сообществ — как человеческих и пчелиных, так и сообществ раковых клеток. Активное сотрудничество становится актуальным в суровых условиях, где без него просто невозможно выжить. В процессе развития рака его клетки сталкиваются со многими средами обитания в организме, где им не уцелеть без взаимодействия. Так, например, при истощении локального кровоснабжения клетки могут быть обречены на вымирание, если не научатся скоординировано посылать сигналы на формирование новых сосудов.

Сотрудничество также может помочь раковым клеткам проникать в соседние ткани и образовывать метастазы.

Одним из самых наглядных доказательств важной роли сотрудничества в развитии рака являются данные о том, что метастазы чаще всего образуют скопления раковых клеток, и чем крупнее они крупнее, тем больше у опухоли шансов на успешное метастазирование. Эти колонии раковых клеток циркулируют в крови на поздних стадиях болезни и могут быть обнаружены при анализе крови (рис. 6.1). Их размер во многом определяет шансы пациента на выживание. Больные раком молочной железы и простаты с циркулирующими в крови скоплениями клеток живут гораздо меньше, чем пациенты, у которых в крови обнаруживают лишь отдельные клетки. Судя по всему, скопление раковых клеток более успешно справляется с колонизацией организма, чем отдельные раковые клетки. Эксперименты на мышах с раком молочной железы показали, что вероятность образования метастазов с циркулирующими в крови скоплениями опухолевых клеток была от 23 до 50 раз выше, чем у мышей, в крови которых были только отдельные раковые клетки. Это также указывает на то, что у определенных поликлональных опухолей (содержащих множество разных клеточных клонов) может быть преимущество в пролиферации, поскольку они содержат клоны, способные коллективно колонизировать и поддерживать экологическую нишу опухоли.

Рисунок 6.1. Раковые клетки могут перемещаться вместе с кровью по отдельности или группами. Исследования показали, что клеточные скопления более эффективно справляются с образованием метастазов, чем циркулирующие в организме отдельные раковые клетки.