Онкогены

Онкоген - это участок ДНК, активация которого приводит к опухолевой трансформации клеток. Пути к поиску онкогенов были разные: одни шли "от ретровирусов - к онкогенам"; другие - прямо выявляя нуклеотидные последовательности онкогенов в опухолевых клетках; третьи - кариотипируя опухолевые клетки (хромосомную транслокацию в клетках опухолей). Но результат оказался один - онкогены были найдены и идентифицированы в клетках человека, которые в дифференцированных клетках пребывают в неактивном состоянии (ПРОТООНКОГЕНЫ). Сейчас выявлено около 60 протоонкогенов, каждый из которых может быть преобразован в онкоген, играя решающую роль в возникновении опухолевой патологии. Необычайный интерес предстаывляет расшифровка генома вируса саркомы Роуса. Оказалось, что он состоит из 4-х генов: gag, pol, env, src. Причем они идентифицированы функционально: ген gag кодирует синтез вирусных группоспецифичных антигенов; ген роl обеспечивает образование обратной транскриптазы; ген env участвует в синтезе гликопротеинов вирусной оболочки. Онкобелок гена src оказался ответственен за опухолевую трансформацию клетки. Функционально протоонкогены можно разделить таким образом:

Таблица 6.

ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОТООНКОГЕНОВ

Функция	Протоонкогены	Опухоль (у животных)
Протеинкиназа(тирозиновая)	Abl, erb-B, fgr, fms, kit, ros, sea,src,yes,fes	Лейкоз, эритролейкоз, фибросаркома, саркома
Протеинкиназа (серин/треониновая)	Mmil/raf, mos	Саркома
Активатор тирозинкиназ	Srk	Саркома
Фактор роста	Sis	Саркома
Рецептор к фактору роста	Erb-B	Эритролейкоз, фибросаркома
Ядерный фактор транскрипции	Ets, fos, jun, myb, myc, rel, ski	Остеосаркома, фибросаркома, миело бластоз, саркома, ретикулоэндотелиоз, карцинома-
G-белок	ras	Саркома, эритролейкоз

Экспериментально на трансгенных мышах установлено, что экспрессия лишь единичного онкогена недостаточно для развития опухолей. Необходимо сочетание не менее 2-х онкогенов, при котором возникали опухолевые трансформации. Правда, встречались и исключения, когда у некоторых трансгенных мышей (мыши из яйцеклеток с введенным онкогеном) клетки трансформировались в раковые, несущей лишь один онкоген.

Экспериментальные методы изучения опухолевого процесса

Современное достижение клинической онкологии во многом обязано успехам экспериментального изучения опухолевого процесса. Воспроизведение разных форм опухолей в эксперименте на различных видах животных позволяет изучить глубинные структурно-функциональные и молекулярные явления опухолевой трансформации в организме.

Описание профессионального рака мошонки (Pott – Англия, 1775 г.) у трубочистов подсказало возможность экспериментального воспроизведения опухолей путем хронического раздражения. Этот метод получил название метода ИНДУКЦИИ опухолевого процесса. Благодаря двум японским ученым Jamagiva и Ishikava (они непрерывно смазывали ухо кролика каменоугольным дегтем в течение 6 месяцев и получили папиллому , которая при дальнейшем раздражении еще в течение 1 месяца трансформировалась в раковую опухоль) метод индуцирования опухолевого процесса и ныне широко используется в исследовательской работе. С помощью метода индукции можно выяснить канцерогенность любого химического вещества и найти способы ее нейтрализации. В практическом здравоохранении использование этого метода ставит преграду на пути наводнения химическими канцерогенами в арсенале новых синтетических лекарственных средств. Кроме того, индуцирование опухолевого процесса дает возможность не только раскрыть этиологические факторы, но и выяснить механизмы канцерогенной трансформации (роль местных и общих нарушений в канцерогенезе). Фактически учение о химическом канцерогенезе зародилось на основе этого экспериментальногометода.

Доступность раковой ткани человека стимулировала попытки воспроизведения ее в эксперименте на животных. В конце XVIII века во Франции попытались перевивать человеческую злокачественную опухолевую ткань животным и получили отрицательный результат. Лишь столетие спустя в Петербурге русским ученым М.А.Новинским успешно была проведена трансплантация опухолевой ткани щенкам от взрослой собаки. Этот метод получил название метода ТРАНСПЛАНТАЦИИ. Следует отметить, что эффективность трансплантацонного опухолевого процесса зависит как от самих опухолей, так и от реципиента. Путем селекции многочисленных злокачественных опухолей были выделены опухоли, которые обладали высокой прививаемостью (карцинома Эрлиха прививается на всех белых мышах, кроличьи опухоли Броун-Секара на любых кроликах). Кстати, Н.Н.Петров в 1936 году из Парижа привез мышей с карциномой Эрлиха, популяция которых и ныне существует в России путем успешных многократных трансплантаций и успешно используется в учебных и научных центрах для изучения канцерогенеза.

Опыты нашего соотечественника А.Д.Тимофеевского по вне организменному воспроизведению опухолевой клетки из здоровой в искусственной питательной среде открыли новые возможности в изучении опухолевого процесса. Причем исследование опухолевых клеток in vitro можно непосредственно проводить, выращивая их в питательной среде. Данный метод называется методом ЭКСПЛАНТАЦИИ. Интересно отметить, в результате применения этого метода была установлена роль стромальных клеток в опухолевой трансформации. Эксплантация опухолевой клетки дает возможность выяснить биохимические особенности опухолевой трансформации и определить возможные пути реверсии опухолевой клетки. Получение гибридом из миеломных клеток и лимфоцитов от больных со злокачественной опухолью путем совместного выращивания их в питательной среде дало возможность получить моноклональные антитела, использующие для точной диагностики опухолевого процесса и разработки методов специфической иммунопрофилактики.

Выдающиеся достижения современной молекулярной биологии позволили определить новые методические подходы экспериментальной онкологии:

- метод трансфекции - внедрение в клетки неопухолевой линий мышиных клеток ДНК из опухолевых клеток человека, который позволил выявить онкогены;

- метод получения трансгенных мышей путем встраивания в яйцеклетку онкогенов из опухолевой клетки. Путем скрещивания трансгенных мышей, обладающими разными онкогенами было установлено, что для роста частоты опухолевой трансформации в клетках необходима экспрессия нескольких онкогенов.