Молекулярные основы канцерогенеза. Онкогены

Как причина смерти населения рак занимает второе место после
сердечнососудистых болезней. Существует более 100 видов рака, хотя пять
из них: рак легкого, молочной железы, толстой кишки, предстательной
железы и матки – составляют более 50% от всех впервые диагностируемых
случаев.

В зависимости от способности к распространению опухоли делят на
доброкачественные, или локальные, не обладающие способностью прорастать
в соседние ткани, и злокачественные, способные к инвазии и
метастазированию в другие органы.

Канцерогенез – комплексный многоступенчатый процесс, включающий
изменения не менее чем в 10 генетических факторах, каждый из которых
является скоростьлимитарующим. В организме носителя каждая стадия
процесса представляет собой физиологический барьер, который должен быть
преодолен клеткой, прогрессирующей в сторону малигнизации
(злокачественная трансформация). Существование множественности барьеров
указывает на то, что малигнизация – явление редкое.

В организме человека 1015 клеток. В течение жизни происходит их
обновление в объеме, равном 10 объемам человеческого тела. Из этого
становится понятным, что только тонкая сбалансированность процессов
пролиферации, дифференцировки и апоптоза позволяет поддерживать
нормальное развитие и функционирование всех органов и тканей.
Пролиферация обеспечивает воспроизведение клеток, дифференцировка –
приобретение ими индивидуальных черт и способности к специализированным
видам деятельности, а апоптоз – разрушение старых и поврежденных клеток.

Рак представляет собой совокупность генных болезней, характеризующихся
неконтролируемой клеточной пролиферацией.

В настоящее время доказано, что нарушения, ответственные за развитие
опухолей, происходят на уровне ДНК. За исключением вирусиндуцированных,
которые у людей достаточно редки.

Трансформация клеток в раковые является результатом структурных
изменений в специфических генах, кодирующих белки, принимающие участие в
регуляции роста, деления и гибели клеток.

ХАРАКТЕРИСТИКА ОПУХОЛЕВЫХ КЛЕТОК

Опухолевые клетки, как правило,

– округлые или звездчатые,

– они крупнее нормальных; отличаются многообразием ядерных и клеточных
форм.

– В них изменено ядерно-цитоплазматическое соотношение,

– для них характерна полиплоидия (состояние, при котором ядро содержит
три и большее число гаплоидных наборов хромосом) или анеуплоидия (число
хромосом изменяется и становится не кратным гаплоидному набору).

– Трансформированные клетки могут расти, не прикрепляясь к поверхности,
в них снижена способность к адгезии, при этом теряет силу контактное
торможение.

– В опытах in vitro они растут, наползая друг на друга и образуя
мультислои, в которых велико содержание митотических клеток.

В метаболизме опухолевых клеток обнаруживается ряд характерных
особенностей, которые существенно отличают их от нормальных. Так, в
опухолевых клетках происходит следующее:

• возрастает активность рибонуклеотидредуктазы и снижается катаболизм
пиримидинов, увеличивается синтез ДНК и РНК;

• повышается скорость гликолиза, и увеличивается продукция лактата.
Характерная для многих опухолей повышенная секреция лактата получила
название эффекта Варбурга.

• ихзменяется соотношение изоферментного спектра. Так, в углеводном
обмене – это фосфофруктокиназа, не ингибирующаяся АТР и цитратом,
изофермент III гексокиназы, характеризующийся чрезвычайно высоким
сродством к глюкозе, и очень активная лактатдегидрогеназа. В результате
раковая клетка приобретает чрезвычайно высокое сродство к глюкозе и
способность ассимилировать ее даже при очень низких коцентрациях в
крови. Аналогичные сдвиги в спектре изоферментов наблюдаются и в других
обменах. Это позволяет опухолевым клеткам успешно конкурировать с
окружающими тканями за жизненно важные метаболиты.

• Появляются новые эмбриональные белки и антигены, такие, как
?-фетопротеин, карциноэмбриональный антиген и многие другие;

• изменяются состав и структура олигосахаридных цепей: гликопротеинов и
гликосфинголипидов плазматической мембраны, а как следствие ее
проницаемость и заряд.

• секретируются некоторые металлопротеазы, коллагеназы, способствующие
инвазии опухоли в соседние ткани и сосуды, факторы ангиогенеза,
стимулирующие развитие сосудов, которые должны снабжать раковые клетки
питательными веществами.

• возрастает скорость синтеза и секреции гормонов и некоторых факторов
роста (например, секреция тканью рака легкого АКТГ или, реже, инсулина и
глюкагона). Опухоли приобретают способность к автономному росту за счет
перехода на пара- или аутокринный механизмы регуляции клеточного роста
(рис. 3.1). При аутокринном механизме опухоли синтезируют факторы роста
(ФР) и рецепторы к ним (рФР) или онкобелки, являющиеся аналогами ФР или
рФР. Образованные одной и той же клеткой ФР и соответствующие им
рецепторы, взаимодействуя между собой, вызывают аутостамуляцию роста и
деления клеток. Так, при раке легкого клетки стромы вырабатывают
инсулиноподобный фактор 2, который взаимодействует с рецепторами ткани
рака и стимулирует ее рост и деление;

• появляется высокоактивный фермент теломераза или альтернативные пути
удлинения теломер. У животных и человека на концах линейных хромосом
расположены тысячи высококонсервативных повторов гексадезоксинуклеотидов
TTAGGG, называемых теломерами, которые позволяют концам хромосом
прикрепляться к ядерной оболочке и предотвращают их деградацию и
рекомбинации. При каждой репликации длина теломер укорачивается примерно
на 100 пар оснований. Для делящихся соматических клеток укорочение
теломер служит репликометром, определяющим количество делений, которое
способна совершить нормальная клетка. После достижения теломерными
последовательностями критического размера клетки теряют способность к
делению и стареют (барьер Хейфлика). Теломераза представляет собой
олигомерный фермент рибонуклеопротеин, в котором специфический участок
теломеразной РНК служит матрицей для синтеза теломерной ДНК. Механизм
удлинения концов эукариотической хромосомы включает следующие этапы: а)
связывание Gбогатой цепи теломеры с матричным участком теломеразной РНК;
б) РНК-зависимый синтез теломерной ДНК из дезоксинуклеозидтрифосфатов;
в) транслокацию, т.е. перемещение ДНК, удлиненной на один повтор
относительно фермента, и последующее многократное повторение этих стадий
(рис. 3.2). Комплементарная нить ДНК достраивается с помощью
ДНК-полимеразы.

Таким образом, особенности метаболизма, существование эффективного
механизма удлинения теломер и способность к автономному росту дают
опухоли не только преимущества в росте и размножении, но ведут к
появлению клонов иммортализованных, или бессмертных, клеток.

ИНВАЗИЯ И МЕТАСТАЗИРОВАНИЕ

Обычно неоплазмы возникают из одной аномально пролиферирующей клетки. В
процессе опухолевой прогрессии нарушается стабильность генома и потомки
одной клетки начинают «расходиться» как генетически, так и
фенотипически.

Анэуплоидия, мутации, транслокации приводят к тому, что в составе
опухоли возникает множество клонов, различающихся по своим биологическим
свойствам. Формируются клетки, способные к метастазированию, т.е.
обладающие свойствами прорастать в соседние ткани, с лимфой и кровью
переноситься в другие органы и давать начало вторичным опухолям. Эта
стадия опухолевого процесса возникает вследствие существенного
перепрограммирования генной активности клеток и конкуренции клонов,
ведущих к все более злокачественному фенотипу. В плазматических
мембранах при этом снижается концентрация некоторых адгезивных молекул:
катенинов и интегринов, что обеспечивает подвижность опухолевых клеток и
их контакт с белками межклеточного матрикса: ламинином, фибронектином и
коллагеном. Внутренняя организация клеток меняется и они
приспосабливаются к перемещению. Включается синтез ряда гидролитических
ферментов: коллагеназ, катепсина В и плазмина, которые разрушают белки
межклеточного матрикса и базальной мембраны и позволяют опухолевым
клеткам активно проникать в кровеносные сосуды и тканевые структуры.

Мощная протеаза катепсин В в трансформированных клетках располагается не
в лизосомах, как во всех нормальных клетках, а в плазматической мембране
и помогает этим трансформированным клеткам покинуть родительскую ткань.
Существенную роль в малигнизации клеток и их метастазировании играет
семейство металлопротеиназ, отдельные представители которого
экспрессируются в разные периоды развития неоплазм и участвуют в
деградации компонентов межклеточного матрикса.

К факторам, способствующим движению метастазирующих клеток по
сосудистому руслу, относятся белковые миграционные факторы, тромбоциты и
фрагменты межклеточного матрикса, которые, образуя надмолекулярные
комплексы с клетками опухоли, обеспечивают транспорт и прикрепление к
базальной мембране в органах-мишенях. Однако лишь одна из 10 000
метастазирующих клеток достигает места новой локализации, большинство
разрушается в кровотоке макрофагами и природными клетками-киллерами, или
NKклетками (natural killer-cells).

Для большинства опухолей характерна определенная тропность процесса:
метастазы появляются не в любых, а в «излюбленных» данной формой местах.
Так, рак предстательной железы, как правило, дает метастазы в кости, рак
молочной железы и легкого – в мозг, а рак прямой кишки– в печень. Выбор
органа-мишени обусловлен специфическим взаимодействием углеводных
компонентов плазматической мембраны опухолевой клетки со структурами
олиго- и полисахаридов, находящимися на поверхности эндотелиальных
клеток. Однако взаимодействия между углеводами слабы, и клетка
окончательно прикрепляется к стенке сосуда за счет связей, образованных
интегринами.

ИЗМЕНЕНИЕ МЕТАБОЛИЗМА ВЕЩЕСТВ В ОРГАНИЗМЕ ОНКОЛОГИЧЕСКИХ БОЛЬНЫХ

Опухоль, развивающаяся в организме человека, оказывает постоянное и по
мере прогрессирования все более усиливающееся воздействие на обмен
веществ, вызывая в итоге нарушения гомеостаза, не совместимые с жизнью.

На относительно ранних этапах опухолевого роста происходит, как считают
некоторые авторы, анемизация организма, т.е. недостаточное снабжение
тканей кислородом. Этим объясняется повышенный расход глюкозы, а как
следствие этого – стимуляция фосфоролиза гликогена в печени, увеличение
глюконеогенеза, мобилизация триацилглицеринов (TAG) и образование
кетоновых тел. Повышение концентрации липидов в крови ухудшает
вязкостные свойства крови и еще больше увеличивает дефицит кислорода. В
организме больного развивается также дефицит витаминов, в частности С и
Е, являющихся антиоксидантами и снижающими явления перекисного окисления
липидов (ПОЛ). Рост опухоли сопровождается увеличением содержания
продуктов ПОЛ и повреждением структуры мембран.

Развитие рака и возникающие при этом гипоксия и самоподкисление опухоли
изменяют функционирование эндокринной системы: способствуют
возникновению резистентности к инсулину и реактивной гиперинсулинемии,
гиперпродукции АКТТ, пролактина, тиреотропина и глюкокортикоидов.
Последние, стимулируя глюконеогенез из тканевых белков, неблагоприятно
воздействуют на клетки иммунной системы, вызывая их деструкцию по
механизму апоптоза, что приводит к стойкой иммуносупрессии. В период
максимального роста опухоли в тимоцитах и Т-лимфоцитах селезенки
ингибируется синтез ДНК на уровне синтеза предшественников –
дезок-сирибонуклеозидтрифосфатов.

В центре неоплазмы часто возникают участки некроза, продукты которого
всасываются в кровь и разносятся по организму, вызывая повышение
температуры тела и другие проявления общей интоксикации.

ФАКТОРЫ, СТИМУЛИРУЮЩИЕ КАНЦЕРОГЕНЕЗ

Около 80% случаев рака у людей являются результатом воздействия факторов
окружающей среды, под которыми понимают стиль жизни (курение,
производственные контакты с канцерогенами), пищевые продукты (зерновые,
зараженные плесенью Aspergillus flavus, пищевые добавки, содержащие
нитриты и вторичные амины), заболевания, увеличивающие риск развития
опухолей: так, цирроз печени в ряде случаев ведет к развитию
гепатоцеллюлярной карциномы, а язвенный колит – аденокарциномы толстой
кишки и т.д. Склонность к опухолеобразованию может стимулироваться
возрастом и наследственными изменениями генома. Например,
предрасположенность к ретинобластоме или множественному полипозу толстой
кишки наследуется как аутосомио-доминантный признак, а нестабильность
хромосомной ДНК – как аутосомно-рецессивный.

Физические, химические и биологические воздействия, вызывающие
трансформацию клеток, называют канцерогенными воздействиями. К ним
относят:

• рентгеновские, ? иУФ-лучи, которые оказывают как прямой повреждающий
эффект на структуру ДНК за счет появления разрывов в нитях и нарушений в
структуре азотистых оснований» так и непрямой, вызванный действием на
макромолекулы свободнорадикальных форм кислорода, образующихся в тканях
под воздействием облучения;

• химические вещества: полициклические ароматические углеводороды
[бензо(а) пирен, диметилбензантрацен и др., ароматические амины и
аминоазосоединения (2нафтиламин, 2ацетиламинофлуорен), нитрозамины и
амиды, афлотоксины, некоторые лекарственные препараты, являющиеся
алкилирующими или ацилирующими агентами: циклофосфамид, бисульфан,
диэтилстильбэстрол и др. Большинство из указанных соединений сами по
себе не являются канцерогенами, но превращаются в них, подвергаясь в
печени воздействию ферментов универсальной системы детоксикации
ксенобиотиков (рис. 3.3). Образуются эпоксиды, свободные радикалы, ионы
карбония или катионы, активные электрофильные группы которых
взаимодействуют с нуклеофильными центрами в молекулах ДНК, РНК или
белков, нарушают функционирование генетического материала и вызывают
возникновение неоплазм;

• ДНК- и РНК-содержащие вирусы, которые встраиваются в клеточный геном и
экспрессируют гены и белковые продукты, вызывающие неопластическую
трансформацию. Такие гены стали называть онкогенами.

Данные о роли вирусов в развитии опухолей были получены в начале XX
столетия. Так, в 1908 г. V. Ellerman и O. Bang вызвали лейкоз у кур
воздействием бесклеточного экстракта из опухолевых клеток, а в 1910 г.
Rous описал первый онкогенный вирус, способный инициировать саркому у
кур. В 1968 г. Л.А. Зильбер сформулировал вирусно-генетическую теорию
возникновения неоплазм под действием онкогенных вирусов. Вирусный
канцерогенез первоначально был описан только у птиц и животных. В
последнее время получены данные об участии вирусов в развитии некоторых
опухолей у человека: ДНК-содержащего вируса Эпштейна – Барр в развитии
лимфомы Беркитта и назофарингеальной карциномы, ДНК папилломавируса –
рака кожи и гениталий; РНК-содержащих вирусов: иммунодефицита человека
HIV в возникновении сарком, Т-клеточного лимфотропного вируса HLTV 1 как
причины некоторых видов Т-клеточных лимфом и лейкемий и др.

ДНК-содержащие вирусы частично или полностью встраиваются в клеточный
геном человека, экспрессируют вирусные гены и образующиеся белки в ядре,
нарушают реализацию клеточной программы. Так, Т-антиген вирусов SV40 и
полиомы, Е7 вируса папилломы человека связываются и инактивируют
белки-репрессоры опухолей Rb и / или р53.

К ДНК-онковирусам относят также вирус герпеса, аденовирус, паповавирус,
вирус ветряной оспы. Как правило, эти вирусы вызывают инфекционные
болезни и лишь в одном из миллиона случаев – злокачественную
трансформацию. ДНК-содержащий вирус гепатита В является причиной рака
печени, от которого в мире умирает ежегодно около 500 000 человек, хотя
и в этом случае инфицирование, как правило, происходит за 20–25 лет до
возникновения опухоли.

РНК-онковирусы являются ретровирусами. Попадая в клетки человека, они
синтезируют ДНК с помощью обратной транскриптазы и включают ее в
эукариотический геном в виде провируса. В 1976 г. при помощи техники
рекомбинантных ДНК в ретровирусе саркомы Рауса была расшифрована
структура генетического материала (рис. 3.4) и наряду с тремя обычно
встречающимися у всех вирусов генами обнаружен ген, ответственный за
злокачественную трансформацию и названный srcонкогеном. Показано, что
если srcген встраивается в геном нормальных клеток, растущих в культуре,
то они теряют способность к контактному торможению и приобретают все
свойства трансформированных клеток.

В 1989 г. Д. Бишоп и Г. Вармус на РНК-содержащих вирусах установили, что
онкогены не присущи вирусам исходно, но заимствованы из генома тех
клеток, в которых они обитают. За время существования в составе
вирусного генома они подвергаются многочисленным мутациям и приобретают
онкогенные свойства. В некоторых случаях вирусы не содержат онкогенов,
но достаточно случайного внедрения в геном человека чужеродного
генетического материала, содержащего энхансеры, или усилители
транскрипции, чтобы поменялась экспрессия соседних с ним генов хозяина и
произошла их трансформация.

Исследования структуры генома млекопитающих и человека показали, что в
эукариотических клетках гены, кодирующие ФР, рФР, транскрипционные
факторы и другие белки, вовлеченные в регуляцию роста и дифференцировки,
являются структурными аналогами онкогенов, т.е. теми исходными генами,
из которых онкогены возникли. Эти нормальные клеточные гены, прототипы
онкогенов, не обладают трансформирующими свойствами и их называют
протоонкогенами.

В настоящее время изучены десятки вирусных онкогенов, из которых более
50% кодируют в клетках тирозиновые про-теинкиназы (тир-ПК), а остальные
содержат информацию о различных функционально активных белках:
укороченном факторе роста тромбоцитов (ФРТ), укороченном рецепторе
эпидермального фактора роста (рЭФР), ДНК-связывающих, ГТФ-связывающих и
некоторых других регуляторных белках.

МЕХАНИЗМЫ НЕОПЛАСТИЧЕСКОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ

Вирусные онкогены ответственны за очень небольшую часть неоплазм
человека, поэтому внимание молекулярных онкологов главным образом
сосредоточено на клеточных онкогенах. Последние возникают в результате
точечных мутаций в кодирующих и регуляторных областях протоонкогенов, их
амплификации (увеличение числа копий) и активации под влиянием
экзогенных промоторов, утраты отдельных аллелей и генных локусов при
делениях и хромосомных перестройках, модуляции экспрессии генов на
уровне транскрипции и трансляции (рис. 3.5). Показано, что рак чаще
возникает из соматических клеток, чем из половых, поэтому можно сказать,
что соматические мутации являются причиной основного числа опухолей.

Установлено, что в регуляции роста и дифференцировки зслеток принимает
участие более 100 различных генов и около 10 генов – супрессоров
опухолевого роста, или антионкогенов (табл. 3.1). Продукты многих
онкогенов имеют структурную гомологию с такими ФР и рФР, как
эпидермальный ФР (ЭФР), ФР тромбоцитов, ФР фибробластов,
инсулиноподобными факторами 1 или 2.

Они обладают либо протеинкиназной активностью, либо являются аналогами
регуляторшлх белков мультиферментньпс циклиновых комплексов или
ДНК-связывающих белков. Антионкогены (р53, pRb, р21, р16, WT1) кодируют
регуляторные белки, сдерживающие репликативный потенциал клеток, поэтому
их инактивация влечет за собой нарушение контроля клеточной
пролиферации.

В последнее время внимание исследователей-онкологов привлекли гены,
кодирующие циклины и циклиизависимые киназы: нормальные регуляторы
клеточного цикла и их ингибиторы. Существует также большая группа
генов-модуляторов, не вызывающих трансформации, но способствующих
распространению опухоли в организма (гены главного комплекса
гистосовместимости иммунного ответа; гены, контролирующие
функционирование протеолитаческих ферментов, и др.).

Малигнизация клеток является следствием каскадного накопления в геноме
различных нарушений. Для развития рака необходимо, чтобы произошли
изменения не менее чем в 6 – 10 генетических факторах (теория
многоступенчатого канцерогенеза). Изменения в пределах всего одной копии
или аллеля протоонкогена достаточны для превращения его в онкоген с
возросшей стимулирующей пролиферацию активностью, т.е. онкогены можно
рассматривать как доминантные трансформирующие гены. Антионкогены,
напротив, проявляются рецессивным образом т.е. для нарушения клеточной
пролиферации и дифференцировки необходима инактивация обоих аллелей.
Присутствие изменений в обоих аллелях переводит клетку из
гетерозиготного в гомозиготное состояние, т.е. наблюдается потеря
гетерозиготности – loss of heterozygosity (LOH). Среди генов –
супрессоров опухолей исключением является ген р53, повреждение в одном
из аллелей которого ведет к изменению функций белка.

Спектр изменений генетического материала в каждой конкретной опухоли
имеет индивидуальный характер, однако наличие общих закономерностей для
неоплазм определенной локализации дает основание связывать их с
патологией определенного органа (см. табл. 3.1).

В большинстве опухолей обнаруживается сразу несколько онкогенов.
Особенно часто встречаются мутации в генах – супрессорах опухолей,
которые кодируют белки, ингибирующие аномальный рост и трансформацию
клеток.

Описано более 10 супрессорных белков. Наиболее изученными из них
являются Rb и р53. Так, при ретинобластоме – редком детском
онкологическом заболевании сетчатки глаза наблюдается инактивация гена
Rbl, кодирующего ядерный белок с мол. массой 105 000. В норме этот белок
ингибирует пролиферацию клеток, так как способен связываться и
инактивировать транскрипционный фактор EF2, который в свою очередь
усиливает экспрессию ростстимулирующих белков и ферментов:
ДНК-полимеразы ? (рис. 3.6). Однако Rb перестает влиять на переход
клетки из G, в Sпериод, если он фосфорилирован или инактивирован
связыванием с другими белками-ингибиторами, а также в результате мутаций
в гене. Это стимулирует пролиферативный процесс.

Другим антионкогеном является Р53. Его функция наиболее часто нарушена у
онкологических больных. Этот антионкоген кодирует ядерный белок с мол.
массой 53 000, которой, будучи транскрипционным фактором, контролирует в
клетках чрезвычайно важные функции: после повреждения ДНК ингибирует
пролиферацию и активирует ее репарацию, но если последняя невозможна, то
побуждает клетки к апоптозу, а также подавляет ангиогенез в опухолях.

Белок Р53 состоит из трех доменов: регулирующего транскрипцию,
обеспечивающего связывание с ДНК и ответственного за олигомеризацию. Он
связывается с регуляторными участками ДНК в виде тетрамера и имеет
значительное число генов-мишеней, в которых есть последовательности,
способные присоединять Р53 и таким образом менять свою активность
(рис. 3.7). К генам, экспрессия которых зависит от Р53, относится ген
waf l, кодирующий белок – ингибитор циклинзависимой киназы. В последние
годы в клетках обнаружена группа белков – циклинов, которые активируют
более десятка гомологичных по структуре сер/тре-ПК, названных
циклинзависимыми протеинкиназами. Образуя комплексы с циклинами, эти ПК
фосфорилируют белки, осуществляющие продвижение клетки по клеточному
циклу и обеспечивающие преодоление G1/S и G2/M проверочных точек. Белок
Р53 увеличивает экспрессию гена waf l и синтез белка р21.

Другим геном, транскрипция которого усиливается Р53, является gadd 45.
Показано, что экспрессия этого гена возрастает в клетках, подвергнутых
ионизирующей радиации.

Два гена – bcl2 и Ьах, чувствительные к Р53, регулируют разрушение
клеток путем апоптоза. Однако присоединение к регуляторному участку Р53
прекращает экспрессию гена bcl2, являющегося ингибитором апоптоза, и
активирует ген bах, который стимулирует апоптоз.

Белок Р53 увеличивает экспрессию гена тромбоспондина, который кодирует
белок, препятствующий росту кровеносных сосудов в опухоли – ангиогенезу
и, следовательно, предотвращающий метастазирование.

Центральная роль Р53 в регуляции метаболизма клетки объясняет, почему
частота мутаций в гене этого белка особенно велика. Так, у людей мутации
в этом гене обнаружены практически во всех типах опухолей. Они
наблюдаются в 70% случаев рака толстой кишки, 56% рака легкого и 40–45%
случаев рака яичников, пищевода, поджелудочной железы, кожи и желудка.

Таким образом, согласно современным представлениям, инактивация,
амплификация или накопление мутаций в генах, кодирующих белки,
участвующие в регуляции пролиферации, дифференцировки и апоптоза,
включение механизма поддержания длины теломер создают предпосылки для
трансформации и иммортализации клеток.

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ДИАГНОСТИКИ И ЛЕЧЕНИЯ РАКА. ОПУХОЛЕВЫЕ МАРКЕРЫ

Одним из направлений в развитии диагностики онкологических заболеваний
является поиск и создание методов выявления индикаторов опухолевого
процесса – опухолевых маркеров.

Опухолевыми маркерами (ОМ) называют соединения: белки, биологически
активные пептиды, гормоны, ферменты и метаболиты, которые синтезируются
раковыми клетками либо клетками нормальных тканей в ответ на развитие
рака. Они должны синтезироваться только в организме опухоленосителя и
отсутствовать в нормальных клетках, так как являются продуктами
аномальной экспрессии генома раковой клетки. ОМ, как правило,
обнаруживают в крови или других биологических жидкостях организма и
используют для скрининга населения на носительство опухоли, как
прогностический фактор, для оценки состояния пациента в клинической
стадии и мониторинга в ходе лечения, а также в целях обнаружения
рецидивов болезни.

Согласно современной классификации, ОМ делят на три основные группы:

* первичные опухолево-ассоциированные;

* вторичные, продуцируемые опухолью (специфические и неспецифические);

* вторичные, индуцируемые опухолевой болезнью.

Эта классификация не лишена недостатков, так как одно и то же соединение
может синтезироваться клетками опухоли и вырабатываться нормальными
клетками органа в ответ на опухолевую инвазию.

Значимость ОМ оценивают по следующим критериям:

1) диагностическая чувствительность; характеризует способность теста
выявить заболевание у больного

2) специфичность; характеризует способность теста давать отрицательный
результат в группе здоровых

3) эффективность. характеризует способность различать опухолевые и
неопухолевые заболевания

Современные биохимические и иммунологические методы позволяют выявить
неоплазму, когда число опухолевых клеток достигает 109–1010, а уровень
секретируемого опухолью маркера от 1 до нескольких фемтомолей на 1 мл
биологической жидкости. Следует отметить, что большинство известных в
настоящее время ОМ не отвечает этим критериям. Почти во всех случаях при
ряде таких патологических состояний, как воспалительные заболевания
печени, поджелудочной железы и легких, отмечается неспецифическое, часто
незначительное повышение уровня маркера.

В клинической практике наиболее часто используют такие онкофетальные
белки, как

– раковый эмбриональный антиген,

– ?-фетопротеин (АФП),

– плацентарные белки (хорионический гонадотропин ?-HCG,

– плацентарная щелочная фосфатаза и др.),

– дифференцировочные антигены лимфоцитов: тканевый полипептидный
специфический антиген или тканевый полипептидный антиген.

К ОМ, появляющимся в организме больного в ответ на развитие опухолевого
процесса, относят белки острой фазы воспаления, ферритин, церулоплазмин,
гаптоглобулин, С-реактивный белок, изоформы ЛДГ и креатинкиназы и ряд
др.

ХИМИОТЕРАПИЯ

При обнаружении опухоли или на более поздних стадиях онкологического
заболевания используют химио- и радиотерапию, а также симптоматическое
лечение. Очень важным является возможно более полное хирургическое
удаление неоплазмы.

К лечебным мероприятиям, нашедшим применение в клинической практике,
предъявляется два основных требования:

– оказывать цитостатический (предотвращающий пролиферацию)

– оказывать цитотоксический (уничтожающий опухолевые клетки) эффекты.

Однако химиотерапия прекращает синтез ДНК и клеточное деление по
механизмам, общим для всех клеток, отсюда ее токсичность и
многочисленные побочные эффекты. Успех лечения связан с большей
чувствительностью к лекарственным средствам неопластических клеток по
сравнению с нормальными, неизмененными клетками и отражает компромисс
между эффективностью в отношении опухоли и токсичностью для здоровых
тканей.

В химиотерапии используют

– алкилирующие агенты: цисплатин, мелфалан, циклофосфамид и др.,
вызывающие поперечные сшивки в нитях ДНК;

– антиметаболиты: цитозин арабинозид, гидроксимочевина, метотрексат,
ингибирующие синтез нуклеиновых кислот и нуклеотидов,

– антибиотики: блеомицин, даунорубицин, доксорубицин, интеркалирующие
между азотистыми основаниями ДНК и вызывающие хромосомные разрывы и
фрагментацию макромолекул;

– некоторые растительные продукты, интерферон, аспарагиназу и
антагонисты половых гормонов.

Однако до настоящего времени химиотерапия во многих случаях остается
малоэффективной.

Главная причина низкой эффективности химиотерапии – множественная
лекарственная устойчивость (МЛУ), которая развивается у больного в ответ
на многократное введение хи-миопрепарата. МЛУ является результатом
суперэкспрессии Р-гликопротеина (Р170) и ряда глутатионзависимых
ферментов, осуществляющих детоксикацию лекарственных средств. Р170 – это
энергозависимый трансмембранный насос, он за счет энергии АТР
осуществляет «откачку» противоопухолевых препаратов из раковых клеток и
препятствует их накоплению в цитотоксических концентрациях.

Практика показала, что лечение одним лекарственным препаратом, за редким
исключением, не способно привести к исцелению. Как правило, химиотерапию
сочетают с радиотерапией, вызывающей в облученной ткани индуцированные
свободными радикалами разрывы нитей ДНК и апоптоз. Перспективным
направлением стала фотодинамическая терапия, стимулирующая разрушение
опухоли воздействием введенных в опухоль веществ, которые переводят в
активированное состояние с помощью излучения лазера.

Вселяющим новые надежды на успех в лечении рака стало создание разных
моделей направленной доставки химиопрепаратов в пораженную ткань с
помощью антител к антигенам опухолей, фетальных белков и факторов роста
к их рецепторам, которые суперэкспрессированы на плазматической мембране
раковых клеток.

В стадии разработки и многие другие подходы к лечению онкологических
заболеваний: поиски ингибиторов протеаз и возможностей модулировать
содержание интегринов, которые способны были бы остановить
метастазирование.

Возникло направление генной терапии, которое ставит перед собой задачу
найти способы восстановления функций генов, ингибирующих пролиферацию и
рост, и выключения онкогенов, нарушающих согласованность процессов
роста, дифференцировки и апоптоза. Это вселяет надежду, что в ближайшие
годы человечество сможет более эффективно бороться за жизнь и здоровье
онкологических больных.

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter