Има много разлики между раковите клетки и нормалните клетки. Някои от разликите са добре известни, докато други са били открити наскоро и са по-слабо разбрани. Може да се интересувате от това как раковите клетки са различни, когато се справяте със собствения си рак или този на близкия човек. За изследователите разбирането как функционират раковите клетки по различен начин от нормалните клетки поставя основите за разработване на лечения, предназначени да отърват тялото от ракови клетки, без да увреждат нормалните клетки.
Първата част от този списък разглежда основните различия между раковите клетки и здравите клетки. За тези, които се интересуват от някои от по-трудните за разбиране различия, втората част от този списък е по-технически.
Кратко обяснение на протеините в организма, които регулират клетъчния растеж, също е полезно за разбирането на раковите клетки. Нашата ДНК носи гени, които на свой ред са пример за протеини, произведени в тялото. Някои от тези протеини са растежни фактори, химикали, които казват на клетките да се разделят и да растат. Други протеини работят за потискане на растежа. Мутациите в определени гени (например тези, причинени от тютюнев дим, радиация, ултравиолетово лъчение и други канцерогени) могат да доведат до анормално производство на протеини. Твърде много могат да бъдат произведени или недостатъчно, или може би протеините са ненормални и функционират по различен начин.
Ракът е сложно заболяване и обикновено е комбинация от тези аномалии, които водят до ракова клетка, а не една мутация или протеинова аномалия.
Ракови клетки срещу нормални клетки
По-долу са някои от основните различия между нормалните клетки и раковите клетки, които на свой ред отчитат как злокачествените тумори растат и реагират различно на обкръжаващата среда от доброкачествените тумори.
- Растеж - нормалните клетки спират да растат (възпроизвеждат), когато има достатъчно клетки. Например, ако клетките се произвеждат, за да се ремонтира разрязване на кожата, нови клетки вече не се произвеждат, когато има достатъчно клетки, които да запълнят дупката; когато се извършва ремонтът. За разлика от тях, раковите клетки не спират да растат, когато има достатъчно клетки. Този продължителен растеж често води до образуване на тумор (група от ракови клетки). Всеки ген в тялото носи план, който кодира различен протеин. Някои от тези протеини са растежни фактори, химикали, които казват клетките да растат и да се разделят. Ако генът, който кодира един от тези протеини, се задържа в "на" позиция чрез мутация (онкоген) - протеините на растежния фактор продължават да се произвеждат. В отговор клетките продължават да растат.
- Съобщение - Канцерогенните клетки не взаимодействат с други клетки, както правят нормалните клетки. Нормалните клетки реагират на сигнали, изпратени от други близки клетки, които главно заявяват, че сте достигнали границата си. Когато нормалните клетки "чуват" тези сигнали, те спират да растат. Раковите клетки не реагират на тези сигнали.
- Клетъчен ремонт и клетъчна смърт Нормалните клетки се ремонтират или умират (претърпяват апоптоза), когато са повредени или остарели. Раковите клетки или не се ремонтират, или не се подлагат на апоптоза. Например, един протеин, наречен p53, има задачата да провери дали клетката е прекалено повредена за ремонт и ако е така, посъветвайте клетката да се самоубие. Ако този протеин р53 е анормален или неактивен (например, от мутация в р53 ген ), тогава старите или увредените клетки могат да се възпроизвеждат. Генът p53 е един вид тумор-супресорен ген, който кодира протеини, които потискат растежа на клетките.
- Слепване - Нормалните клетки отделят вещества, които ги правят да се слепват заедно в група. Раковите клетки не успяват да направят тези вещества и могат да "изплуват" на места наблизо или чрез кръвообращението или системата от лимфни канали до отдалечени региони в тялото.
- Възможност за метастазиране (разпространение) -Normal клетки остават в областта на тялото, където те принадлежат. Например, белите дробове остават в белите дробове. Раковите клетки, тъй като им липсват адхезионни молекули, които причиняват лепкавост, могат да преминават през кръвта и лимфната система в други части на тялото - те имат способността да метастазират . След като пристигнат в нов регион (като лимфни възли , бели дробове, черния дроб или костите), те започват да растат, често образувайки тумори далеч от първоначалния тумор. (Научете повече за разпространението на рака .)
- Външен вид - При микроскоп, нормалните клетки и раковите клетки могат да изглеждат съвсем различно. За разлика от нормалните клетки, раковите клетки често проявяват много по-голяма вариабилност в размера на клетките - някои са по-големи от нормалните и някои са по-малки от нормалните. В допълнение, раковите клетки често имат абнормна форма както на клетката, така и на ядрото ("мозъка" на клетката). Ядрото изглежда по-голямо и по-тъмно от нормалните клетки. Причината за тъмнината е, че ядрото на раковите клетки съдържа излишната ДНК. Наблизо, раковите клетки често имат ненормален брой хромозоми, които са подредени по неорганизиран начин.
- Скоростта на растеж - нормалните клетки се възпроизвеждат и след това се спират, когато има достатъчно клетки. Раковите клетки се възпроизвеждат бързо преди клетките да имат шанс да се развият.
- Насищане - Нормалните клетки зрели. Раковите клетки, тъй като растат бързо и се разделят преди клетките да са напълно зрели, остават незрели. Лекарите използват термина " недиференциран", за да опишат незрели клетки (за разлика от диференцираните, за да опишат по-зрели клетки). Друг начин да се обясни това е да се видят раковите клетки като клетки, които не "растат" и не се специализират в зрели клетки. Степента на зреене на клетките съответства на "степента" на рака . Раковите заболявания се класифицират по скала от 1 до 3, като 3 са най-агресивни.
- Избягване на имунната система - Когато нормалните клетки се повредят, имунната система (чрез клетките, наречени лимфоцити) ги идентифицира и отстрани. Раковите клетки са способни да избягат (измамват) имунната система достатъчно дълго, за да се превърнат в тумор, или чрез избягване на откриването, или чрез секретиране на химикали, които инактивират имунните клетки, които идват на сцената. Някои от по-новите лекарства за имунотерапия се отнасят до този аспект на раковите клетки.
- Функциониращите Нормални клетки изпълняват функцията, която трябва да изпълняват, докато раковите клетки може да не са функционални. Например, нормалните бели кръвни клетки помагат да се справят с инфекциите. При левкемия броят на белите кръвни клетки може да е много висок, но тъй като раковите бели кръвни клетки не функционират както трябва, хората могат да бъдат по-застрашени от инфекция дори при повишен брой бели кръвни клетки. Същото може да е вярно и за произведените вещества. Например, нормалните тироидни клетки произвеждат хормон на щитовидната жлеза. Раковите клетки на щитовидната жлеза ( рак на щитовидната жлеза ) може да не произвеждат тиреоиден хормон В този случай тялото може да няма достатъчно хормон на щитовидната жлеза ( хипотиреоидизъм ) въпреки увеличеното количество тироидна тъкан.
- Кръвоснабдяване - Ангиогенезата е процесът, чрез който клетките привличат кръвоносни съдове, за да растат и да хранят тъканта. Нормалните клетки преминават процес, наречен ангиогенеза, само като част от нормалния растеж и развитие и когато е необходима нова тъкан за възстановяване на увредената тъкан. Раковите клетки се подлагат на ангиогенеза, дори когато растежът не е необходим. Един вид лечение на рак включва използването на инхибитори на ангиогенезата - лекарства, които блокират ангиогенезата в организма, в стремеж да се запазят туморите.
Повече разлики между раковите клетки и нормалните клетки
Този списък съдържа допълнителни различия между здравите клетки и раковите клетки. За тези, които искат да пропуснат тези технически точки, моля, преминете към следващото подзаглавие, обозначено с резюме на разликите.
- Избягване на супресатори на растежа - Нормалните клетки се контролират от растежни (туморни) супресори. Съществуват три основни вида гени за потискане на туморите, които кодират протеини, които потискат растежа. Един тип казва на клетките да се забавят и да спрат да се разделят. Един тип е отговорен за фиксирането на промените в повредените клетки. Третият тип отговаря за апоптозата, отбелязана по-горе. Мутациите, които водят до инактивиране на който и да е от тези туморни супресорни гени, позволяват на раковите клетки да останат неконтролирани.
- Инвазивност Нормалните клетки слушат сигнали от съседни клетки и спират да растат, когато навлизат в близките тъкани (нещо, наречено контактно инхибиране). Раковите клетки пренебрегват тези клетки и нахлуват в близките тъкани. Доброкачествените (неракови) тумори имат фиброзна капсула. Те могат да се изтласкват срещу близките тъкани, но те не нахлуват / смесват с други тъкани. Раковите клетки, за разлика от тях, не зачитат границите и нахлуват в тъканите. Това води до подобни на пръстови прогнози, които често се наблюдават при радиологични изследвания на раковите тумори. Думата рак, всъщност, идва от латинската дума за раци, използвана за описване на раковината инвазия на рак в близките тъкани.
- Източник на енергия - Нормалните клетки получават по-голямата част от своята енергия (под формата на молекула, наречена ATP) чрез процес, наречен цикъл на Кребс, и само малко количество енергия чрез различен процес, наречен гликолиза. Докато нормалните клетки произвеждат по-голямата част от своята енергия в присъствието на кислород, раковите клетки произвеждат по-голямата част от енергията си в отсъствието на кислород. Това е причината за хипербарните кислородни лечения, които са били използвани експериментално (с разочароващи резултати досега) при някои хора с рак.
- Смъртност / Безсмъртие Нормалните клетки са смъртни, т.е. те имат продължителност на живот. Клетките не са предназначени да живеят завинаги и точно като хората, в които са налице, клетките остаряват. Изследователите започват да гледат на нещо, наречено теломери , структури, които държат ДНК заедно в края на хромозомите, за ролята си в рака. Едно от ограниченията за растежа на нормалните клетки е дължината на теломерите. Всеки път, когато една клетка се раздели, теломерите стават по-къси. Когато теломерите станат твърде къси, клетката вече не може да се раздели и клетката умира. Раковите клетки са измислили начин да подновят теломерите, за да продължат да се разделят. Ензим, наречен теломераза, работи за удължаване на теломерите, така че клетката да може да се разделя неограничено - по същество да стане безсмъртна.
- Възможност за "скриване" - Много хора се чудят защо ракът може да се повтори години, а понякога и десетилетия, след като изглежда, че е изчезнал (особено при тумори като рак на гърдата с положителен ефект върху естрогенните рецептори.) Има няколко теории, поради които ракът може да се повтори . По принцип се смята, че има йерархия на раковите клетки, като някои клетки (ракови стволови клетки) имат способността да се противопоставят на лечението и да лежат на латентно ниво. Това е активна област на научните изследвания и изключително важна.
- Геномна нестабилност - Нормалните клетки имат нормална ДНК и нормален брой хромозоми. Раковите клетки често имат абнормен брой хромозоми, а ДНК става все по-ненормална, тъй като развива множество мутации. Някои от тях са мутации на водача, което означава, че те карат трансформацията на клетката да бъде ракова. Много от мутациите са мутации на пътниците, което означава, че те нямат пряка функция за раковите клетки. За някои видове рак определянето на кои мутации на водача ( молекулярно профилиране или генно тестване ) позволява на лекарите да използват целеви лекарства, които са насочени специално към растежа на рака. Разработването на целеви терапии като инхибитори на EGFR за ракови заболявания с мутации на EGFR е една от най-бързо развиващите се и прогресиращи области на лечение на рак.
Многобройните промени, необходими на клетката да стане ракова
Както беше отбелязано по-горе, има много разлики между нормалните клетки и раковите клетки. Също така да се отбележи броят на "контролните точки", които трябва да бъдат заобиколени, за да стане клетка ракова.
- Клетката трябва да има растежни фактори, които я подтикват да расте, дори когато растежът не е необходим.
- Трябва да избягва протеини, които насочват клетките, за да спрат да растат и да умрат, когато станат необичайни.
- Клетката трябва да избягва сигнали от други клетки,
- Клетките трябва да загубят нормалната "лепкавост" (адхезионни молекули), която нормалните клетки произвеждат.
В крайна сметка е много трудно нормалната клетка да стане ракова, което може да изглежда изненадващо, като се има предвид, че един на двама мъже и на всеки три жени ще развият рак през целия си живот. Обяснението е, че в нормалното тяло се разделят приблизително три милиарда клетки всеки ден. "Аварии" при възпроизводството на клетките, причинени от наследственост или канцерогени в околната среда по време на някое от тези разделяния, могат да създадат клетка, която след допълнителни мутации може да се превърне в ракова клетка.
Доброкачествени срещу злокачествени тумори
Както е отбелязано по-горе, има много разлики в раковите клетки и нормалните клетки, които съставляват или доброкачествени или злокачествени тумори. В допълнение, съществуват начини туморите, съдържащи ракови клетки или нормални клетки, да се държат в тялото. Някои от тези допълнителни разлики се отбелязват в тази статия относно разликите между доброкачествени и злокачествени тумори .
Концепцията за ракови стволови клетки
След като обсъдите тези многобройни разлики между раковите клетки и нормалните клетки, може да се чудите дали има различни разлики между самите ракови клетки. Това, че може да има йерархия на раковите клетки, някои от които имат различни функции от други, е в основата на дискусиите, разглеждащи раковите стволови клетки, както беше обсъдено по-горе.
Все още не разбираме как раковите клетки могат да се скрият в продължение на години или десетилетия и след това да се появят отново. Някои от тях смятат, че "генералите" в йерархията на раковите клетки, обозначени като ракови стволови клетки, могат да бъдат по-устойчиви на лечения и да имат способността да лежат в латентно състояние, когато други ракови клетки от рак са елиминирани чрез лечения като химиотерапия. Докато в момента лекуваме всички туморни клетки в тумора като идентични, вероятно е в бъдеще лечението да вземе под внимание някои от разликите в раковите клетки в отделен тумор.
Долна линия за разликите между нормалните клетки и раковите клетки
Много хора са разочаровани, чудейки се защо все още не сме намерили начин да спрем всички ракови заболявания. Разбирането на многото промени, които една клетка претърпява в процеса на ставане на ракова клетка, може да помогне да се обясни част от сложността. Няма една стъпка, а по-скоро много, които понастоящем се разглеждат по различен начин. В допълнение към това е важно да се разбере, че ракът не е нито една болест, а по-скоро стотици различни заболявания. И дори два рака, които са едни и същи по отношение на типа и сцената, могат да се държат много различно. Ако има 200 души с един и същ тип и стадий на рак в една стая, те ще имат 200 различни ракови заболявания от молекулярна гледна точка.
Добре е обаче да знаем, че докато научаваме повече за това, което прави ракова клетка ракова клетка, ние придобиваме повече вникване в това как да спрем възпроизвеждането на тази клетка и може би дори да направим прехода да станем ракова клетка в първата място. Понастоящем се постига напредък в тази сфера, тъй като се разработват целеви терапии, които дискриминират раковите клетки и нормалните клетки в техния механизъм. И изследванията върху имунотерапията са също толкова вълнуващи, колкото и намирането на начини да "стимулираме" собствената си имунна система, за да направим това, което вече знаем как да правим. Намерете раковите клетки и ги елиминирайте. Изчисляването на начините, по които раковите клетки се "прикриват" и се крият, е довело до по-добри лечения и необичайно пълни ремисии за някои хора с най-напредналите солидни тумори.
> Източници:
> DeBaradinis, R. et al. Биологията на рака: метаболичното препрограмиране подхранва клетъчния растеж и пролиферацията. Клетъчен метаболизъм . 2008. 7 (1): 11-20.
> Национален онкологичен институт. SEER обучителен модул. Клетъчна биология на рака. https://training.seer.cancer.gov/disease/cancer/biology/
> Национален онкологичен институт. Какво представлява ракът? Обновено на 02/09/15. https://www.cancer.gov/about-cancer/understanding/what-is-cancer
> Нио, К., Ямашита, Т., и С. Канеко. Развиващата се концепция за ракови клетки на рак на черния дроб. Молекулярен рак . 2017. 16 (1): 4.