Ado_A_D_Patologicheskaya_fiziologia

Принципиальное различие между нормальной и опухолевой клетками заключается в том, что переход от покоя к деле­ нию (G0 -> первой из них инициируется внешними стиму­ лами (и, следовательно, осуществляется «в интересах» орга­ низма и под его контролем), тогда как второй — внутренними стимулами, что делает процесс ее деления автономным. В основе опухолевой трансформации клетки лежат активация онкогенов и повреждение генов-супрессоров.

1 1 . 2 . 1 . Активация онкогенов

В середине 80-х годов утвердилась концепция, согласно которой онкоген (дефектный «экземпляр» нормального гена — протоонкогена) возникает как следствие повреждения последнего тем или иным спосо­ бом. Такое превращение называют активацией онкогена. Протоонкогены — «акселераторы» клеточного деления, их функция проявляется как доминантный признак, т.е. становится явной при активации даже одного из двух присутствующих в клетке аллелей. Какие именно гены могут транс­ формироваться в онкогены? Очевидно, что этим свойством обладают гены, участвующие позитивным образом в переносе митогенного сигна­ ла. При этом неважно, какое именно место они занимают в сигнальном пути. Так, гены, кодирующие различные ростовые факторы, их рецепто­ ры, белки Ras, некоторые из МАР-киназ, а также транскрипционные фак­ торы, — все они в результате повреждения их структурной или регуляторной части могут превращаться в онкогены (общее их число достигает сегодня нескольких десятков и растет по мере углубления представле­ ний о механизмах клеточного.деления).

При повреждении какого-либо из этих генов тем или иным спосо­ бом (факторами физическими или химическими, эндогенными или экзо­ генными) структура кодируемого им белка может оказаться фиксирован­ ной в активной конформации. Таким образом, эффект воздействия внешнего стимула на нормальную клетку длится столько же, сколько сам стимул (имеется в виду активная конформация сигнального белка), в то же время в мутантной клетке (и в ее потомках) этот эффект оказывается закрепленным необратимо. В результате активации онкогена активиру­ ются те этапы сигнального пути, которые лежат «ниже» точки поврежде­ ния. Клетка, подчиняясь этой импульсации, непрерывно делится незави­ симо от присутствия в окружающей ее среде ростовых факторов и, следовательно, выходит из-под контроля организма.

Активация онкогена может происходить разными путями. Так, мо­

жет быть нарушена регуляция его активности или его «доза» (например, при амплификации — увеличении числа копий гена в клетке), что приво­ дит к неадекватному месту \л времени, избыточному синтезу соответству­ ющего белка (количественное изменение). В других случаях возможно повреждение самого гена, способствующее изменению структуры коди­ руемого этим геном белка и закреплению его активной конформации (ка­ чественное изменение).

298

По первому типу развиваются процессы, например, в некоторых случаях мелкоклеточного рака легкого, при нейробластомах и глиобластомах, когда соответственно гены с-мус, [\1-тус, с-егЬВ выходят из-под нормального клеточного контроля и кодируемые ими белковые продукты образуются не вовремя и в значительном избытке. Такой же результат может быть вследствие транслокации содержащего протоонкоген локуса одной хромосомы в участок другой хромосомы, где находятся актив­ ные гены. В этом случае структурная часть гена может лишиться прежних нормальных регуляторных механизмов (промотор, энхансер и т.д.) и по­ пасть под контроль «чужого» окружения. Таков механизм активации с-гпус при лимфоме Беркитта. Ген транслоцируется из хромосомы 8 в локус ге­ нов тяжелых цепей иммуноглобулинов хромосомы 14, где попадает под действие активного промотора и транскрибируется сверх меры, что вы­ зывает трансформацию.

По второму типу (т.е. с нарушением структуры кодируемого данным геном белка) развиваются процессы при многих формах опухолей челове­ ка (например, при активации онкогена Иав, непрерывно стимулирующего МАР-киназный каскад).

11.2.2. Инактивация генов-супрессоров

При трансформации клеток в культуре в большинстве случаев ока­ зывается достаточно активировать один или (чаще) два онкогена для пол­ ной трансформации клетки. Однако в реальных условиях, т.е. для возник­ новения «спонтанных» опухолей человека активации онкогенов, как правило, недостаточно Бесконтрольному клеточному размножению пре­ пятствуют гены-супрессоры.

О существовании супрессоров свидетельствовали определенные данные: с одной стороны, в опытах слияния клеток и образования гетерокарионов установили, что в паре нормальной и злокачественной клеток «берет верх» первая (полученный соматический гибрид терял свои туморогенные свойства). Это указывало, во-первых, ца наличие в нормальной клетке тормозящего митотическую активность фактора, отсутствующе­ го, по-видимому, в клетке опухолевой, и, во-вторых, на то, что соответ­ ствующие гены рецессивны — клетки становятся опухолевыми при утере обоих их аллелей.

С другой стороны, при цитогенетическом исследовании опухолевых клеток постоянно обнаруживают делеции хромосом, довольно специфи­ ческие для разных опухолей. Предположение, что именно отсутствие со­ ответствующих генов лишает клетку митотических «тормозов», впослед­ ствии полностью оправдалось. Например, цитогенетический анализ больных ретинобластомой (злокачественная опухоль сетчатки глаза, ха­ рактеризующаяся зачастую наследственной предрасположенностью) выявляет характерную для этой формы делецию в 13-й хромосоме, где при последующем анализе выявлен ген-супрессор ИЬ. Наследственная делеция одного аллеля этого гена делает человека предрасположенным

299

к заболеванию ретинобластомой или остеосаркомами. Цитогенетические наблюдения подобного рода являются отправной точкой для прицель­ ного поиска генов-супрессоров.

Гены-супрессоры кодируют белки, блокирующие, каждый своим особым образом, разные этапы митогенной стимуляции (к ним относятся р53 — главный «хранитель генома», Rb — формирующий механизм GyS checkpoint, р16 и р21 - блокирующие активность комплексов cyclin-Cdk, и другие). Вероятно, ключевая роль р53 заключается в поддержании ста­ бильности генома и в индукции апоптоза при нерепарируемых повреж­ дениях ДНК или неразрешимых внутриклеточных конфликтах. Функцио­ нальная инактивация р53 способствует трансформации нормальных клеток в опухолевые, с одной стороны, и прогрессии уже возникшей опу­ холи — с другой.

Еще один ген-супрессор — АРС (Adenomatous Polyposis Coli) — об­ ладает, по-видимому, функцией «сторожа» (gatekeeper), обеспечивающе­ го тканевой гомеостаз. Эти белки ответственны за постоянство числа кле­ ток в обновляемых тканях и за адекватность клеточных реакций в ситуациях, требующих роста ткани (например, при ее развитии или трав­ ме). Повреждение «сторожа» приводит к нарушению тканевого гомеостаза из-за дисбаланса клеточной гибели и пролиферации. Ген с подоб­ ной функцией находится в уникальном положении — его нарушение инициирует пролиферацию и, если последуют мутации других генов, спо­ собствует возникновению опухоли.

11.2.3. Нарушение апоптоза

Характерным свойством опухолевых клеток является неполноцен­ ность механизмов программируемой клеточной гибели. Апоптоз активи­ руется разными стимулами. При нарушениях структуры ДНК или непол­ ноценности ее репликации механизмы «контрольно-пропускных пунктов» блокируют продвижение клетки по циклу и в большинстве случаев инду­ цируют апоптоз. Это обычно происходит с участием белка-супрессора р53. Однако существуют и иные, независимые от р53 пути индукции это­ го феномена. Гибель клеток наступает также при возникновении тех или иных метаболических конфликтов.

Обнаружена связь апоптоза и с феноменом клеточной адгезии. Из­ вестно, что пролиферирующие нормальные клетки нуждаются в прикреп­ лении к субстрату — к внеклеточному матриксу in vivo или к твердой под­ ложке in vitro. При несоблюдении этого условия клетки останавливаются

вфазе G1 из-за подавления синтеза циклина А. Более того, нормальные клетки, открепленные от субстрата или принуждаемые расти в суспен­ зии, также претерпевают апоптоз. Этот феномен, получивший название «аноикис»(от греческого anoikis — бездомность), присущ эпителиальным

иэндотелиальным клеткам, но не фибробластам. Предполагается, что интегрины — молекулы на поверхности клеточных мембран, участвующие

вприкреплении клеток к твердому субстрату и в их распластывании на

300

нем, индуцируют каскад протеинкиназных реакций, блокирующих апоп­ тоз. В отсутствие клеточной адгезии программа клеточной гибели, не встречая противодействия, реализуется, по-видимому, с участием bcl-2, Ьах и ICE-подобных протеаз. Зависимость от субстрата ослаблена или вовсе отсутствует у опухолевых клеток — многие из них могут расти в сус­ пензии, что объясняется неполноценностью механизма апоптоза.

Опухоль возникает как следствие нарушения тканевого гомеостаза — усиленной клеточной пролиферации и/или сни­ женной клеточной гибели. В большинстве опухолей челове­ ка имеются оба механизма, которые дополняют друг друга.

11.2.4. Нарушение механизмов репарации ДНК

Инициация и прогрессия опухоли являются следствием повреждений ДНК. Это обстоятельство обусловливает чрезвычайно важную роль ме­ ханизмов репарации ДНК. Особенно наглядны в этом отношении неко­ торые наследственные синдромы (пигментная ксеродерма, синдром Лин­ ча и др.), при которых механизмы репарации неполноценны. У таких больных развиваются множественные опухоли различныхтканей. Повреж­ дения ДНК могут быть разных типов (многочисленные аддукты ДНК при химическом мутагенезе, тиминовые димеры — при ультрафиолетовом облучении, одно- и двунитевые разрывы — при воздействии ионизирую­ щей радиации). Соответственно этому существует и несколько типов ре­ парации, в частности эксцизионная репарация, удаляющая поврежден­ ные тем или иным способом участки (именно она дефектна у больных пигментной ксеродермой, поэтому они предрасположены к разным ви­ дам кожного рака), и репарация неспаренных оснований (mismatch repair, MMR).

Повреждение генов репарации ослабляет способность клет­ ки устранять ошибки, возникающие при синтезе ДНК во вре­ мя фазы S клеточного цикла, а также репарировать ее де­ фекты, вызванные различными факторами окружающей и внутренней среды, что приводит к широкомасштабной неста­ бильности генома и различным формам рака.

11.3. Опухолевый рост

Клиническая онкология включает множество нозологических форм, которые в зависимости от происхождения опухоли, ее гистологической формы, локализации и ряда других факторов существенно различаются течением, прогнозом и чувствительностью к разным методам лечения.

11 . 3 . 1 . Классификация

Опухоль (новообразование, бластома, неоплазма) — патологичес­ кое разрастание, отличающееся от других патологических разрастаний (гиперплазия, гипертрофия, регенерация после повреждения) наследст-

301

венно закрепленной способностью к неограниченному, неконтролируе­ мому росту.

Опухоли доброкачественные и злокачественные. Опухоли мо­ гут быть доброкачественными и злокачественными. Доброкачественные опухоли растут, раздвигая прилежащие ткани, иногда сдавливая их, но обычно не повреждая; в ряде случаев инкапсулируются. Они, как прави­ ло, не препятствуют отправлению жизненно важных функций организма, если только сама их локализация (например, в мозге) не является угро­ жающим жизни фактором.

Злокачественные опухоли, напротив, оказывают генерализованное воздействие на организм, в котором они развиваются, и угрожают его жизни.

Злокачественные опухоли — многочисленная группа тя­ желых, хронических заболеваний, заканчивающихся, как правило, летальным исходом, если отсутствует или запоз­ дала врачебная помощь. Они характеризуются инвазивным ростом (прорастают в окружающие ткани), образуют перифокальные очаги воспаления, часто метастазируют в близ­ лежащие лимфатические узлы и отдаленные ткани, рас­ страивают гомеостаз организма.

Гистологические типы . Организм человека состоит из клеток раз­ ных типов (примерно 100) и почти все они могут трансформироваться в опухолевые. В зависимости от типа клеток, давших начало опухоли, их подразделяют на рак (происходят из клеток эпителия) и саркому (проис­ ходят из клетоксоединительной ткани). Поскольку первые возникают при­ мерно в 10 раз чаще, чем вторые, термином «рак» зачастую пользуются более широко для обозначения всех злокачественных новообразований.

Локализация и гистологический тип опухоли во многом оп­ ределяют скорость ее роста, чувствительность к разным ви­ дам лечения, способность давать метастазы и рецидивы, клиническое течение и прогноз. В связи с этим гистологи­ ческий диагноз опухоли имеет первостепенное значение для выбора стратегии лечения.

Существует много форм рака, например аденокарцинома (рак же­ лезистый — возникает из эпителия желез), рак папиллярный (образует сосочковые структуры), бронхоальвеолярный (из эпителия бронхов), плоскоклеточный, перстневидноклеточный, овсяноклеточный, мелкокле­ точный, гигантоклеточный (по форме образующих их клеток), медулляр­ ный (по внешнему сходству с тканью мозга), скирр («твердый» рак с пре­ обладанием стромальных элементов), эпидермоидный (по сходству с многослойным плоским эпителием кожи) и т.д.

Саркомы подразделяют (по локализации) на саркомы костей, мяг­ ких тканей и органов, а по типу исходных клеток — на фибросаркомы, липосаркомы, лейомиосаркомы и рабдосаркомы (происходят из мышечных элементов), а также лимфосаркомы, хондросаркомы и т.д.

302

Факторы риска. Вероятность возникновения опухоли у отдельного человека существенно зависит от условий его жизни.

Факторы риска могут быть подразделены, соответственно их природе, на три основные группы: вредные привычки, тяже­ лые условия труда, загрязнение окружающей среды.

К вредным привычкам, создающим повышенный онкологический риск, относятся табакокурение (около 90 % случаев рака легкого, наибо­ лее частой формы рака у мужчин, вызваны этой причиной; курение зна­ чительно повышает риск и многих других опухолей); чрезмерное употреб­ ление алкоголя (увеличение частоты рака желудка, полости рта, глотки и печени); нерациональное питание (диета, богатая жирами животного про­ исхождения и копчеными продуктами, с высоким содержанием соли и низким содержанием грубых растительных волокон, с высокой концент­ рацией нитратов и пестицидов); промискуитет (беспорядочные половые связи), увеличивающие риск возникновения опухолей вирусной этиоло­ гии (например, рак шейки матки, индуцируемый вирусом папилломы че­ ловека); чрезмерный загар (риск возникновения меланомы).

Около 100 веществ, с которыми человек сталкивается в своей тру­ довой деятельности, являются предположительно канцерогенными. На долю профессионального рака приходится, по-видимому, 1—4% всех злокачественных новообразований.

К числу экологических факторов риска относятся — загрязнение водоемов и атмосферы промышленными отходами, содержащими кан­ церогены и радиоактивные соединения; загрязнение пищевых продуктов пестицидами и нитратами; строительство промышленных зданий и жи­ лых помещений с использованием материалов, содержащих канцероген­ ные вещества (радон, фенолы и т.п.).

Генетическая предрасположенность. Большинство опухолей от­ носятся к числу «спорадических», т.е. возникающих, видимо, случайно, без явно выраженной генетической предрасположенности к ним. Однако существуют так называемые «раковые семьи» (5—10 % всех случаев зло­ качественных новообразований), когда те или иные виды опухолей с вы­ сокой частотой и в относительно раннем возрасте поражают индивидуу­ мов, связанных родственными отношениями. Для некоторых тяжелых наследственныхзаболеваний (например, синдромы Ли-Фраумени, Гард­ нера и Блума, пигментная ксеродерма, анемия Фанкони, семейный полипоз кишечника, атаксия-телангиэктазия и ряд других общим числом свыше 200) характерна чрезвычайно высокая (до 100 %) частота возник­ новения злокачественных новообразований.

В основе предрасположенности к опухолям лежат наследст­ венные генетические дефекты (повреждения генов-супрес- соров, генов репарации повреждений ДНК, генов програм­ мируемой клеточной гибели).

303

11.3.2. Этиология опухолей

В каждом конкретном случае возникновения онкологического забо­ левания, как правило, невозможно установить, чтоявилосьего непосред­ ственной этиологической причиной. Тем не менее очевидно, что в его основе всегда лежит повреждение ДНК, вызванное тем или иным факто­ ром окружающей или внутренней среды организма («рак — болезнь ге­ нов»). Канцерогены повреждают ДНК случайно (т.е. неспецифичны в от­ ношении ее нуклеотидных последовательностей), но при возрастании дозы канцерогенного воздействия повышается вероятность повреждения в одной из десятков триллионов клеток организма тех генов, которые «ор­ кеструют» клеточное размножение (протоонкогены и гены-супрессоры, гены репарации ДНК и программируемой клеточной гибели).

Вирусный канцерогенез. Известно много вирусов, вызывающих опухоли у животных, — ДНК-содержащие (например, вирус обезьяны 8\/40) и РНК-содержащие, или ретровирусы (например, вирус саркомы Рауса). Получены свидетельства вирусной этиологии и ряда опухолей че­ ловека: лимфомы Беркитта, рака носоглотки (ДНК-содержащий вирус Эпштейна—Барр), рака шейки матки (вирус папилломы), а также Т-кле- точного лейкоза взрослых (ретровирус НТ1_У-1) и некоторых других. В це­ лом вирусы «ответственны», по-видимому, за относительно небольшую группу онкологических заболеваний человека.

Х и м и ч е с к и й канцерогенез. Известно примерно 20 химических канцерогенов (производственных, лекарственных и природных), способ­ ных вызывать опухоли у человека. Установлено широкое распростране­ ние в окружающей среде бенз(а)пирена (БП), — основного представите­ ля многочисленной группы полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), — образующегося как в результате деятельности человека, так и природных явлений (в частности, вулканической активно­ сти). К ПАУ относятся метилхолантрен, диметилбенз(а)антрацен и др. Как отмечалось выше, наиболее опасно в канцерогенном отношении табако­ курение (в 100 сигаретах содержится 1,1—1,6 мкг БП). Кроме того, в та­ бачном дыме (состоящем из газовой фазы и твердых частиц) находятся дибенз(а)антрацен и никель, канцерогенный для человека. Смертность от рака легкого прямо пропорциональна числу выкуриваемых в день си­ гарет: у людей, выкуривающих 16—25 сигарет в день, риск заболеть ра­ ком легкого в 30 раз выше, чем у некурящих.

Канцерогенные нитрозосоединения (нитрозометил- и нитрозоэтилмочевины, нитрозодиметиламины) вызывают опухоли у всех исследован­ ных видов животных. Особое внимание, уделяемое этому классу соеди­ нений, обусловлено возможностью их эндогенного синтеза в организме из содержащихся в пище нитритов (нитратов) и вторичных аминов. Вто­ ричные амины могут также образовываться в толстой кишке при участии бактериальной флоры.

Химические канцерогены подразделяют на прокаНцерогены (состав­ ляют абсолютное большинство) и прямые канцерогены. Проканцерогены

304

превращаются в истинные, конечные канцерогены в результате метабо­ лических превращений, катализируемых тканевыми ферментами (неспе­ цифическими оксидазами). Последние локализованы главным образом вэндоплазматическом ретикулуме. ПАУтипабенз(а)пирена или диметилбенз(а)антрацена, а также проканцерогены, становятся конечными кан­ церогенами, превращаясь в соответствующие эпоксиды, а также в резуль­ тате спонтанных реакций.

Прямые канцерогены (нитрозамины, р-пропионлактон, диметилкар- бамил-хлорид и др.) воздействуют без предварительной метаболичес­ кой модификации.

Химические канцерогены взаимодействуют с клеточной ДНК; ковалентно присоединяясь к ней, они образуют разнообразные аддукты, а так­ же индуцируют одно- и двунитевые разрывы.

Радиационный канцерогенез. О канцерогенном действии иони­ зирующего излучения стало известно вскоре после открытия естествен­ ной радиоактивности (первый случай лучевого рака кожи описан в 1902 г.). Ионизирующее излучение способно вызывать опухоли практически всех органов, но чаще всего — опухоли кожи и костей, лейкозы, а также эндок- ринно-зависимые опухоли (рак молочной железы и яичников). Частота и виды злокачественных новообразований, индуцированных ионизирую­ щим излучением, зависят от многих факторов, в частности от проникаю­ щей способности излучения, характера воздействия (внешнее или внут­ реннее), органотропности радионуклидов и от распределения дозы во времени — облучение острое, хроническое, дробное и т.д.

Ультрафиолетовый канцерогенез. Длительное воздействие сол­ нечных лучей (их ультрафиолетового спектра) является основным индук­ тором меланом на открытых участках кожи (голова, шея, руки). В этом отношении наиболее чувствительны блондины со светлыми кожей и во­ лосами.

В основе всех видов канцерогенеза лежит повреждение ДНК. Виды канцерогенеза различаются природой непосредствен­ но действующего генотоксического фактора.

Многостадийность канцерогенеза. Канцерогенез — длительный многостадийный процесс накопления генетических повреждений. Латен­ тный период, т.е. период от начальных изменений в клетке до первых кли­ нических проявлений опухолевого роста, может составить 10—20 лет. Опухоли имеют клональное происхождение, т.е. каждый первичный опухолевый очаг состоит из клона клеток, потомков одной материнской трансформированной клетки, унаследовавших ее главное свойство — не­ регулируемое размножение. Окружающие опухоль нормальные клетки не вовлечены в процесс злокачественного роста.

На поздних стадиях опухолевого процесса нередко возникают ме­ тастазы — вторичные очаги в отдаленных тканях, что означает распрост­ ранение опухоли по всему организму. Метастазы — не независимо воз­ никшие опухоли, а потомки все той же первично-трансформированной

305

клетки. От метастазов следует отличать первично-множественные опу­ холи (несколько независимо возникших опухолей у одного больного). В этих случаях чаще всего возможна генетическая предрасположенность к злокачественным новообразованиям.

В процессе канцерогенеза выделяют три основные стадии — ини­ циацию, промоцию и прогрессию.

Инициация — первичное повреждение клетки — заключается в воз­ никновении мутации под воздействием различных химических и физичес­ ких факторов (см. выше) в одном из генов, регулирующих клеточное раз­ множение. Клетка становится «инициированной», т.е. потенциально способной к неограниченному делению, но требующей для проявления этой способности ряда дополнительных условий.

Промоция. Существует множество химических веществ, так назы­ ваемых промоторов (в частности, форболовые эфиры), которые не по­ вреждают ДНК, не являются канцерогенами, но хроническое воздействие которых на инициированные клетки приводит к появлению опухоли. Глав­ ным в промоции, по-видимому, является эффект стимуляции клеточного деления, благодаря чему возникает критическая масса инициированных клеток. Это в свою очередь способствует, во-первых, высвобождению инициированных клеток из-под тканевого контроля и, во-вторых, мутаци­ онному процессу.

Прогрессия. Существовавшее когда-то представление о том, что рост опухоли — лишь количественное увеличение числа однородных кле­ ток, абсолютно неверно. На самом деле наряду с количественным увели­ чением массы опухоли она постоянно претерпевает качественные изме­ нения и приобретает новые свойства — все большую автономность от регулирующих воздействий организма, деструктивный рост, инвазивность, способность к образованию метастазов (обычно отсутствующую на ранних этапах) и, наконец, ее поразительную приспособляемость к меняющимся условиям. Признаки злокачественности опухоли возника­ ют и эволюционируют независимо друг от друга. В этом принципиальное различие между прогрессией опухоли, которую никогда нельзя считать завершенной, и нормальной дифференцировкой ткани, которая всегда жестко запрограммирована вплоть до момента формирования конечной структуры.

В основе прогрессии лежит клональная гетерогенность опухоли. Трансформированная клетка в результате многократного деления про­ изводит клон подобных себе клеток — с одинаковыми поначалу геноти­ пом и фенотипом. Однако в силу присущей опухолевым клеткам неста­ бильности генома — этого фундаментального их признака и движущей силы всех последующих метаморфоз (в чем ключевую роль играют, повидимому, дефекты гена р53), — появляются все новые клоны, различа­ ющихся гено- и фенотипически.

Популяция опухолевых клеток постоянно находится под прессом ес­ тественного отбора. Преимуществом обладают клоны, наиболее быстро растущие и резистентные к защитным средствам организма и терапев-

306

тическим воздействиям (см. ниже). Благодаря действию отбора фенотип опухоли постоянно меняется, становясь все более агрессивным и злока­ чественным.

Нестабильность генома и, как следствие, клональная гетерогенность опухоли наделяют ее особой живучестью, приспособляемостью к усло­ виям среды, сопротивляемостью к терапевтическим воздействиям. Не­ прерывно видоизменяясь, претерпевая качественные изменения и про­ ходя через необратимые стадии, опухоль «дрейфует» в направлении увеличения злокачественности.

11.3.3. Свойства опухолевых клеток in vitro

Многие свойства опухолевых клеток можно изучать in vitro вслед­ ствие присущей им способности легко переходить в культуру, сохраняя опухолевый фенотип. В результате широкого использования различных клеточных линий оказалось возможным выяснить молекулярные механиз­ мы канцерогенеза.

Изменения кариотипа и хромосомные аберрации. Одно из наи­ более характерных свойств трансформированных клеток — разнообраз­ ные изменения кариотипа (анэуплоидия, гиперплоидия), хромосомные аберрации (делеции, транслокации, амплификации) и мутации генов; а также присутствие экстрахромосомных элементов, вовсе не встречаю­ щихся в клетках нормальных. В опухолевом очаге, как правило, сосуще­ ствуют клетки с различающимся кариотипом, чего никогда не бывает в нормальной ткани. В этом одно из самых характерных свойств опухоле­ вой клетки — нестабильность ее генома.

Так, при цитогенетическом анализе зачастую обнаруживают специ­ фическую связь между изменением кариотипа и определенным типом опухоли: например, делеция участка длинного плеча хромосомы 13 — при ретинобластоме, участка 11 р13 — при нефробластоме, длинного плеча хромосомы 17 — при раке молочной железы; появление так называемой филадельфийской хромосомы (транслокация участка длинного плеча хро­ мосомы 9 на длинное плечо хромосомы 22) — при миелоидном лейкозе.

Столь специфическая связь позволяет подозревать локализацию именно в этих участках хромосом генов-супрессоров, повреждение (или удаление) которых способствует развитию опухолевого процесса. Дей­ ствительно, детальные исследования подтверждают это предположение.

Признаки клеточной трансформации в культуре. Трансформи­ рованные клетки (трансформация — превращение нормальной клетки в опухолевую), культивируемые in vitro, отличаются от нормальных многи­ ми свойствами. Они способны расти в культуре при низкой концентрации сыворотки и в отсутствие ростовых факторов; их размножение ограниче­ но, по-видимому, лишь питательными ресурсами среды; они постоянно пребывают в цикле деления (не переходя в фазу покоя G0) и, если оста­ навливаются в тех или иных его точках, то только из-за отсутствия пита­ тельных веществ.

307