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

Лиза Абегглен и Джошуа Шиффман, специалисты по биологии рака из Института онкологии Хантсмана, с которыми мы познакомились ранее в этой книге, сейчас работают над созданием новых методов лечения с использованием слоновьего гена TP53. Они уже продемонстрировали, что введение этого гена способен восстанавливать нормальную функцию белка p53 и механизм апоптоза в клетках остеосаркомы человека, и теперь проводят эксперименты на мышах, чтобы проверить, способен ли слоновий ген TP53 провоцировать апоптоз в живом организме.

Мы только начинаем понимать, как именно наши клетки обрабатывают и интегрируют информацию с помощью различных генетических сетей вроде той, что организована вокруг гена TP53. Когда мы в этом разберемся, вероятно, сможем разработать более эффективные методы профилактики рака. Кроме того, в нашем поиске более совершенных способов сдерживания этой болезни в клинических условиях мы можем попытаться почерпнуть вдохновение в коллективном разуме организма человека, а также других видов, демонстрирующих особую сопротивляемость раку, таких как слоны. Методы борьбы с раком, используемые самим организмом, намекают нам, что для измерения и мониторинга состояния опухоли следует использовать различные источники информации, а также разрабатывать инструменты принятия решений, которые бы наиболее эффективно всю эту информацию использовали.

Как мы уже с вами говорили, в ходе своей эволюции многоклеточные организмы обзавелись множеством механизмов, сильно усложняющим жизнь недобросовестным клеткам. Так, белок p53 позволяет делиться только нормальным клеткам, а белки BRCA1 и BRCA2 восстанавливает поврежденную ДНК, которая может способствовать недобросовестному поведению. Эти механизмы подавления рака не могут полностью исключить недобросовестного поведения клеток, однако помогут держать его под контролем, позволяя многоклеточному организму проживать долгую и здоровую жизнь. Другими словами, многоклеточная жизнь в значительной степени решила проблему недобросовестного клеточного поведения, разработав целый арсенал инструментов подавления рака, включая гены-супрессоры рака, вроде TP53, системы восстановления ДНК и, возможно, даже способность создавать доброкачественные клональные экспансии, чтобы не допускать роста злокачественных.

Лучшее понимание механизмов подавления рака нашим организмом — и других организмов — может указать нам путь к новым решениям в деле борьбы с болезнью и продления жизни. Мы можем открыть новые системы подавления рака — наподобие вытеснения мутировавших клеток пластинчатыми организмами — или придумать, как повысить эффективность известных, таких как генетическая сеть TP53, за счет изучения похожих систем у крупных животных вроде слонов. Мы также можем использовать эволюционный подход, чтобы лучше понять природу компромиссов, связанных со многими механизмами подавления рака — почему, например, мутации гена-супрессора рака BRCA связаны одновременно и с повышенным риском рака молочной железы, и с более высокой фертильностью.

Еще один возможный способ повышения эффективности систем обнаружения недобросовестного клеточного поведения заключается в восстановлении работоспособности соседских систем мониторинга — для этого, по сути, нужно поощрять слежку клеток за своими соседями. Зачастую раковым клеткам удается обманывать ближайших к ним за счет вырабатываемых факторов заживления тканей. Эти сигналы словно дают понять всему клеточному окружению, что не надо обращать внимание на странное поведение своих соседей, например активную пролиферацию и миграцию клеток. Сигналы о заживлении тканей позволяют раковым клеткам спокойно делать свое грязное дело, не вызывая вопросов у обычно бдительных соседей. Возможно, это одна из причин, по которым снижение уровня воспаления приводит к уменьшению риска развития рака (также оно уменьшает количество активных форм кислорода, способных напрямую вызывать мутации ДНК и небольшие делеции [22] Потеря участка хромосомы. ). Снижение уровня воспаления также может способствовать очистке среды передачи сигналов, тем самым упрощая для нормальных клеток обнаружение злокачественного поведения расположенных по соседству вредителей. Когда нет «помех», связанных с воспалением, иммунной системе проще сосредоточиться на передаваемых «сигналах» (то есть следах раковых клеток).

Мы также можем взять рак под контроль, перезапустив иммунную систему, чтобы она снова взялась за них, ведь в ходе эволюции у раковых клеток появляются различные стратегии ее избегания. Тем не менее можно натренировать ее реагировать на эти эволюционировавшие раковые клетки и даже не давать им прятаться. Именно эти цели преследуются при иммунотерапии. Иногда раковые клетки прячутся от иммунной системы, напрямую меняя белки на своей поверхности, чтобы иммунные клетки не могли отличить их от нормальных. Также они могут взламывать иммунные клетки, вынуждая их посылать сигналы о том, что все нормально, и их следует оставить в покое.