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

Как явление пересева опухоли, так и метастатический каскад не укладываются ни в последовательную, ни в параллельную модели метастазирования. Кроме того, существование этих процессов говорит о том, что сотрудничество может развиваться внутри колоний раковых клеток: метастатический каскад демонстрирует, что одни метастазы могут эффективнее других справляться с формированием себе подобных, а пересев опухоли показывает, что популяционная структура колоний раковых клеток включает низкие (но не нулевые) уровни миграции между этими колониями — такие условия могут способствовать контактам внутри групп.

Также нам известно, что раковые клетки способны к условному движению [17] То есть передвижению, зависимому от каких-либо условий. , что делает еще более вероятным естественный отбор в пользу сотрудничества в рамках этих клеточных групп.

ЕСЛИ ПОДТВЕРДИТСЯ, ЧТО В ХОДЕ СВОЕЙ ЭВОЛЮЦИИ РАКОВЫЕ КЛЕТКИ ДЕЙСТВИТЕЛЬНО ПРИХОДЯТ К СОТРУДНИЧЕСТВУ ВНУТРИ ОПУХОЛИ, ТО ЭТО КАРДИНАЛЬНО ПОМЕНЯЕТ НАШЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ О МЕТАСТАЗИРОВАНИИ.

Так, целые поколения невидимых метастатических микроколоний, не подлежащих обнаружению существующими методами, могут быть подвержены отбору в пользу сотрудничества на уровне колоний. В данном сценарии колонии, которым удается наиболее эффективно контактировать, чтобы вызвать формирование новых кровеносных сосудов, избегать иммунной системы и, разумеется, размножаться за счет отпочкования новых метастатических «зародышей», с наибольшей вероятностью становятся частью следующего поколения колоний раковых клеток. На данный момент у нас пока отсутствуют прямые доказательства такого сценария, однако мы можем более внимательно рассмотреть возможность развития склонности к сотрудничеству на уровне колоний. Для этого нам следует вернуться к вопросу о том, могут ли раковые клетки быть подвержены многоуровневому отбору в процессе метастазирования.

Напомним, что многоуровневым отбором называют ситуацию, когда естественный отбор происходит одновременно на нескольких разных уровнях (например, на индивидуальном и групповом). Если мы хотим понять, может ли эволюционировать сотрудничество на уровне колоний, нам следует разобраться, соблюдаются ли необходимые условия естественного отбора на уровне колоний раковых клеток. Такими условиями являются их изменчивость, различия в приспособленности различия между колониями, в том числе в приспособленности (то есть по показателям выживания и/или отпочкования новых клеточных групп), а также в наследуемых признаках.

Давайте рассмотрим первый критерий естественного отбора среди колоний: изменчивость. Различаются ли между собой колонии раковых клеток? Вне всякого сомнения. Колонии раковых клеток, образующиеся в процессе метастазирования, различаются на генетическом уровне. А что насчет второго условия: имеются ли данные о разном уровне приспособленности образующихся колоний? Имеются. Согласно современным представления об эволюционном дереве опухолевых метастазов, колонии раковых клеток отличаются по уровню выживания и количеству создаваемых новых скоплений клеток. В этом отчасти и состоит идея метастатического каскада, о котором мы говорили ранее: одни клеточные колонии дают начало множеству новых, в то время как другие, судя по всему, новых не порождают. Имеются данные не только о различиях в уровне приспособленности колоний, но и о прямой конкуренции между колониями раковых клеток внутри организма-носителя. Например, иногда после удаления крупной первичной опухоли крошечные метастазы быстро разрастаются, так как она больше не монополизирует ресурсы и не производит ингибирующие факторы. Это явление подавления метастазов первичной опухолью, называемое устойчивостью к сопутствующим опухолям, повсеместно наблюдалось как в экспериментах на животных, так и у больных раком людей. Подводя итог, можно сказать, что колонии раковых клеток отвечают двум первым критериям естественного отбора на уровне клеточных групп: между этими группами наблюдается изменчивость, и они отличаются по уровню приспособленности — одни группы дают больше «потомков», чем другие.

Что же насчет третьего условия естественного отбора — наследуемости? Наследуют ли колонии раковых клеток черты своих «родительских» колоний?

Вот где все еще остаются открытые вопросы. Имеющиеся на данный момент методики не позволяют ученым достаточно детально отслеживать многочисленные поколения метастазов, чтобы определить, похожи ли дочерние колонии на материнские с точки зрения уровня роста, выживаемости или других релевантных признаков. Если нам удастся обнаружить доказательства наследуемости в колониях раковых клеток, то это покажет, что такие группы могут выступать в роли отдельных единиц естественного отбора, а клетки внутри этих колоний находятся под эволюционным давлением, способствующим сотрудничеству с целью более эффективного образования метастазов.