Генетика и рак - рак: эксперименты и гипотезы
Видео: Смертельно опасные эксперименты генетиков
Видео: Территория заблуждений с Игорем Прокопенко (HD 720p)
Согласно теории Вирхова, патология клетки лежит в основе любой болезни: клетки, носители жизни, также подвержены заболеваниям. Исследователь, желающий изучить болезнь, в первую очередь должен изучить клетки.
Но современная патология на этом не остановилась. Клетки Вирхова оказались невероятно сложными структурами с собственными регуляторными органами, энергетическими системами и синтетическими «конвейерами». Клеточные компоненты сами по себе весьма сложные структуры, состоящие из многочисленных молекул самых разных типов.
Поэтому вполне логично, что ученые в области молекулярной патологии больных клеток обратились к «больным молекулам» (Полинг). «Больными» можно считать такие молекулы, которые из-за определенных ошибок в строении теряют способность выполнять предписанную им работу в клетке и в целом организме.
Классическим примером служат молекулы гемоглобина, выполняющие роль переносчиков кислорода. Замена всего лишь одной аминокислоты в пептидной цепи гемоглобина «ошибочной» аминокислотой может привести к образованию молекулы гемоглобина с совершенно иными свойствами. Сошлемся на пример серпоклеточной анемии: в этом случае даже простое морфологическое изучение эритроцитов позволяет судить о наличии «дефектных» молекул гемоглобина. На основе тщательного химического анализа было установлено, что в пептидной цепочке гемоглобина серповидных клеток происходит лишь замена аминокислоты валина глютаминовой кислотой.
Часто важные молекулы не просто изменяются, но и могут почти полностью исчезать. В таких случаях термин «больная молекула», вероятно, неприменим. Имеются многочисленные примеры подобной молекулярной патологии: диабет (нехватка инсулина), аглобулинемия (отсутствие глобулинов), фенилкетонурия (отсутствие ферментов катаболизма фенилаланина) и др. Однако за «отсутствующими» молекулами вновь стоят «больные» молекулы: аномальные ферменты или подвергшаяся мутации ДНК. При обсуждении проблемы рака нередко обращаются к гипотезе «больных» молекул. Но какие же молекулы в этом случае оказываются больными?
Как правило, из раковых клеток образуются дочерние клетки, которые в свою очередь оказываются раковыми. Такую «генетическую память» опухолевой клетки легче всего понять, если допустить, что происходит изменение генетического материала. Но генетический материал — это хромосомы, это ДНК. Следовательно, на вопрос о том, какие молекулы являются больными в раковой клетке, мы должны ответить: «ДНК». Но здесь, пожалуй, лучше говорить не о «больной» молекуле, а о молекуле «несдержанной» (Е. Боймлер). Такая характеристика превосходно отражает положение дел: безудержное деление можно понимать как передачу дочерним клеткам «стремления к свободе», поскольку «несдержанная» молекула представляет собой по существу генетический материал.
Гипотезе о том, что хромосомы имеют непосредственное отношение к раку, почти столько же лет, сколько и самой истории открытия хромосом. Еще в 90-х годах прошлого столетия были описаны изменения в хромосомах и аномалии митозов в опухолевых клетках, а также нерегулярность клеточных делений. Теодор Бовери (1862—1915), биолог из Вюрцбурга, в начале нынешнего века сформулировал хромосомную теорию злокачественных опухолей, в которой суммировал собственные наблюдения: число хромосом в опухолевых клетках отличается от нормального.
Изменения хромосом в опухолевых клетках: филадельфийская хромосома
Неоднократно указывалось, что число хромосом в опухолевых клетках отличается от нормы. (Обнаруживались диплоидные и тетраплоидные клетки, клетки с большей плоидностью *, а также клетки, в хромосомных наборах*
*Плоидность характеризует число хромосомных наборов в ядре клетки. Так, в ядрах половых клеток имеется одинарный набор хромосом, а в ядрах нормальных соматических клеток обычно содержится двойной хромосомный набор, и такие клетки называются диплоидными. — Прим. перев.
которых отсутствовали или были лишними несколько хромосом.) Как оказалось, большинство экспериментальных опухолей состоит из смешанных клеточных популяций с различными хромосомными наборами, хотя в них подчас и преобладали определенные хромосомные группировки («стволовая линия»).
В опухолях могут также обнаруживаться морфологически измененные хромосомы. Подобные маркерные хромосомы иногда облегчают обнаружение и диагностику некоторых опухолей. Ндиболее известным примером является так называемая филадельфийская хромосома. Она была обнаружена у больных с хроническим миелоиднмм лейкозом в клетках костного мозга и периферической крови. Хромосома получила свое название по имени города, где была открыта.
Но филадельфийская хромосома — исключение. Обычно количественные и качественные отклонения от нормы варьируют от опухоли к опухоли, от лейкоза к лейкозу. Поскольку даже клетки одной и той же опухоли могут отличаться по своему хромосомному набору, цитогенетика (наука, изучающая генетический материал отдельной клетки) имеет лишь ограниченную практическую ценность в диагностике опухолей.
Правда, неоднократно выражались сомнения в том, что измененные хромосомные наборы в опухолевых клетках имеют какое-либо отношение к особым свойствам этих клеток. Легко себе представить, что в клетках, которые выходят из митоза быстрее, чем нормальные, возможны повторяющиеся нарушения в расхождении отдельных пар хромосом. Иными словами, поспешные деления с большей или меньшей вероятностью ведут к аномальному распределению хромосом. Тем самым хромосомные аномалии могут быть лишь следствием канцерогенеза, а не его предпосылкой.
Но если это так, то должны быть и опухоли с полностью нормальными хромосомными наборами. Подобные эуплоидные опухоли действительно были обнаружены в серии так называемых гепатом с минимальным отклонением. При использовании обычных методов цитогенетики в особенно медленно растущих гепатомах этой серии не наблюдалось отклонений от нормы. В этом вряд ли есть что-либо новое или удивительное. Судя по всему, в опухолях человека нормальные хромосомные наборы являются правилом.
Разумеется, нельзя исключать возможность того, что в хромосомах происходят субмикроскопические изменения и что эти невидимые мутации играют решающую роль в определении неопластических свойств опухолевой клетки. Цитогенетики уже давно ведут поиски именно таких «невидимых» изменений хромосом.
