Цена эволюции и защитный механизм: откуда взялся рак и почему его так сложно вылечить
Ученые из онкологической комиссии The Lancet предрекли эпидемию рака в Европе. Она развернется в течение 10 ближайших лет, если не будут приняты соответствующие меры. Дело в том, что в первый год пандемии COVID-19 врачи наблюдали на 1,5 млн меньше пациентов с раком. При этом каждый второй не получал своевременную операцию или химиотерапию. Кроме того, было пропущено 100 млн скрининговых тестов, а до миллиона граждан Европы могут иметь невыявленную онкологию. Разбираемся, откуда берется заболевание и почему его так сложно выявить.
Откуда взялся рак: теория многоклеточности
Чтобы понять, почему мы болеем, нужно вернуться в прошлое. В течение первых нескольких миллиардов лет Землей владели одноклеточные организмы. Но в какой-то момент клетки начали объединяться, и возникла многоклеточная жизнь.
Многоклеточность имеет много преимуществ. Триллионы клеток сотрудничают и работают для достижения общей цели. Подобное товарищество позволяет нам иметь невероятно сложные структуры, например, мозг.
Но за многоклеточность приходится платить. И цена эта — рак. Вполне вероятно, что даже трилобиты, жившие около 500 млн лет назад, могли быть восприимчивы к нему. Другими словами, рак — это неправильная многоклеточность.
Откуда взялся рак: теория защитного механизма
Рак — это еще один способ работы наших клеток, которые начинают действовать в «безопасном режиме», подобно поврежденной компьютерной операционной системе. Она просто пытается спастись перед лицом внешней угрозы. К такому выводу пришли ученые из Аризонского государственного университета в Темпе (ASU).
Эксперты предположили, что рак является повторным выражением древней «предварительно запрограммированной» черты, которая дремлет в нас до поры до времени. Поскольку рак появляется у многих животных и растений, он должен был развиться еще сотни миллионов лет назад, когда у всех нас был общий одноклеточный предок.
Гипотеза состоит в том, что при столкновении с угрозой для здоровья — скажем, радиацией или табачным дымом — клетки могут вернуться в заранее запрограммированный безопасный режим. При этом они включают ранее бездействующую способность размножаться в ошибочной попытке выжить и начинают хаотично делиться. Именно эта ошибка безжалостно убивает организм, пытаясь его спасти.
Как начинается рак?
Все клетки имеют центр управления, называемый ядром. Внутри находятся хромосомы, состоящие из тысяч генов. Гены содержат длинные нити ДНК, представляющие собой закодированные сообщения, говорящие клетке, как себя вести. Иногда при делении в них происходят изменения — мутации. Это означает, что ген был поврежден, потерян или скопирован слишком много раз.
Генетические изменения, способствующие возникновению рака, как правило, затрагивают три основных типа генов — протоонкогены, гены-супрессоры опухолей и гены репарации ДНК.
1. Протоонкогены участвуют в нормальном росте и делении клеток. Однако когда они меняются или становятся более активными, чем обычно, они могут превратиться в онкогены, позволив клеткам расти и выживать, когда они не должны этого делать.
2. Гены-супрессоры опухолей также участвуют в контроле роста и деления. Клетки с определенными изменениями в генах-супрессорах опухолей могут делиться неконтролируемым образом.
3. Гены репарации ДНК участвуют в исправлении поврежденной ДНК. Клетки с мутациями в этих генах имеют тенденцию к развитию дополнительных мутаций в других генах и изменениях в их хромосомах.
Вместе эти мутации могут привести к тому, что клетки станут раковыми.
Когда клетки стареют или повреждаются, они умирают, и их место занимают новые. Иногда упорядоченный процесс нарушается, и они растут и размножаются, когда не должны. Клетки производят сигналы, чтобы контролировать, насколько и как часто делятся. Если какой-либо из этих сигналов неисправен или отсутствует, клетки могут начать расти и размножаться слишком сильно. Тем самым они формируют комок, называемый опухолью.
Рак может начаться практически в любом месте человеческого тела. Некоторые гены повреждаются каждый день, и клетки очень хорошо восстанавливают их. Но со временем повреждения могут накапливаться. Как только клетки начинают расти слишком быстро, они с большей вероятностью подхватывают дальнейшие мутации и с меньшей вероятностью восстанавливают поврежденные гены.
Раковые опухоли распространяются или проникают в близлежащие ткани и перемещаются в отдаленные места в организме, образуя новые (процесс, называемый метастазированием). Большинство людей, умирающих от рака, умирают от метастатического заболевания.
Например, они
・игнорируют сигналы, которые говорят клеткам прекратить деление или умереть (процесс, известный как запрограммированная гибель клеток или апоптоз);
・проникают в близлежащие области и распространяются на другие участки тела (нормальные клетки перестают расти, когда сталкиваются с другими, и большинство нормальных клеток не перемещаются по телу);
・говорят кровеносным сосудам расти по направлению к опухолям (сосуды снабжают опухоли кислородом и питательными веществами и удаляют из опухолей продукты жизнедеятельности);
・скрываются от иммунной системы (обычно она устраняет поврежденные или аномальные клетки);
・накапливают множественные изменения в хромосомах (некоторые раковые клетки имеют вдвое больше нормального числа хромосом);
・полагаются на другие виды питательных веществ.
Кроме того, некоторые раковые клетки вырабатывают энергию из питательных веществ иначе, чем большинство нормальных клеток. Это позволяет им расти быстрее.
Во многих случаях раковые клетки настолько сильно зависят от ненормального поведения, что не могут выжить без него. Организм обычно уничтожает клетки с поврежденной ДНК до того, как они станут раковыми. Но эта способность снижается с возрастом. Вот почему в более позднем возрасте повышается риск развития рака.
Поврежденной клетке может потребоваться много лет, чтобы вырасти и образовать опухоль, достаточно большую, чтобы вызвать симптомы или обнаружиться при сканировании.
Почему женщины и киты более устойчивы к раку?
Ген-супрессор опухоли TP53 — это один из ключевых генов, который предотвращает аномальную пролиферацию клеток.
Некоторые животные, например, киты и слоны, особенно хорошо подавляют рак. Это удивительно, поскольку они крупнее и у них больше клеток, а чем больше клеток, тем больше шансов, что-то пойдет не так. Вот тут-то и появляется ген-супрессор опухоли TP53. Огромное количество копий этого гена присутствует именно в телах китов и слонов.
В то же время женщины более устойчивы к большинству видов рака, чем мужчины, что может быть связано с тем, что долгожительницы помогают выживать потомкам. Пожилые играют очень важную роль в воспитании внуков. Поэтому отбор выдвигает подавление рака за пределы репродуктивного периода. Женщины в целом лучше справляются с раком, чем мужчины, и лучше реагируют на лечение.
Общие признаки и симптомы, связанные с раком
・Усталость;
・Припухлость или утолщения, которые можно прощупать под кожей;
・Изменения веса, в том числе непреднамеренная потеря или увеличение;
・Пожелтение, потемнение или покраснение кожи, язвы, которые не заживают, или изменения существующих родинок;
・Перемены в работе кишечника или мочевого пузыря;
・Постоянный кашель или затрудненное дыхание;
・Затруднение глотания;
・Охриплость;
・Стойкое расстройство желудка или дискомфорт после еды;
・Постоянная необъяснимая боль в мышцах или суставах;
・Стойкая необъяснимая лихорадка или ночная потливость;
・Необъяснимое кровотечение или синяки.
Почему рак так сложно вылечить?
Сложность заключается в том, что это не отдельное заболевание, а группа. Всего насчитывается более 100 различных видов недуга.
Рак вызывается разными причинами, поэтому ни одна стратегия не может его предотвратить. Точно так же разные виды рака реагируют на разные методы лечения, поэтому ни один способ не может вылечить их все.
Терапия осложняется из-за образа жизни пациентов, их физиологии и скорости метаболизма лекарств, кровоснабжения опухоли, влияющего на попадание лекарства в организм, ее физиологии и того факта, что опухоль постоянно меняется.
━━━━━
Анастасия Дегтярева
