ТОЧКА ЗРЕНИЯ НАУКИ (часть 1)

[Львов]

Сигнал к атаке
Алла Астахова
________________________________________

Последние открытия в области молекулярной биологии говорят о том, что оружие против рака вот-вот будет выковано и пущено в ход

До сих пор хирургические операции считались едва ли не единственным надежным способом борьбы с опухолями. Однако успехи молекулярной биологии дают надежду на то, что вскоре на пути рака можно будет загодя ставить защитные барьеры
(Фото: Владимир Новиков)
Среди онкологов бытует байка о двух солидных ученых, которые во времена оные спорили до хрипоты о том, что является первопричиной онкологических заболеваний - вирусы или канцерогены. Предание свидетельствует, что в споре победителей не оказалось - ни у того, ни у другого не нашлось "зубодробительных" доказательств своей правоты. Сегодня ученым уже не до бесплодных дискуссий. Углубившись в изучение молекулярных механизмов рака, они, похоже, все-таки докопались до тайн жизни и смерти клеток. А это значит, что появилась возможность перейти от слов к делу и атаковать болезнь по всем фронтам. О том, что исход "войны" интересует все человечество, говорить излишне. Ведь, согласно статистике, каждый пятый из ныне живущих имеет шанс рано или поздно столкнуться со страшной болезнью.

Дело в клетке

Ученым удалось проследить те цепочки генетических изменений в организме, которые приводят к раку. Исследователи уже достаточно хорошо изучили сложный многоступенчатый механизм зарождения опухоли. Что находится в начале начал? Стволовые клетки, о которых сейчас так много говорят. Вопреки бытующему мнению они существуют не только в тканях эмбрионов, но и в организме каждого взрослого человека. Скажем сразу: сами по себе они не несут никакого вреда, а, наоборот, помогают тканям постоянно обновляться. В любом здоровом организме соблюдается баланс: клетки, "отработавшие" свое, умирают, им на смену должны приходить новые. "Для этого и предназначены стволовые клетки, - рассказывает Борис Копнин, заведующий лабораторией цитогенетики НИИ канцерогенеза Российского онкологического научного центра (РОНЦ) РАМН. - В каждой ткани тела существует их особый вид. Делясь, они всегда дают пул незрелых "потомков", которые затем, в зависимости от потребностей организма, могут превращаться в клетки разных типов".

Проблема возникает, когда в процессе деления клеток появляются сбои, ведущие к генетическим мутациям. В свое время ученые сломали немало копий, споря, что же является основной их причиной - вирусные инфекции, химические канцерогены или природные излучения. Постепенно список опасных факторов увеличивался. Оказалось, что здесь важно все: то, где мы живем, чем дышим, что едим... Впрочем, подробное знакомство с жизнью клетки убедило исследователей и в другом. "Стало ясно, что возможность мутаций заложена уже внутри человеческого организма, - говорит Борис Копнин. - Возьмем, например, деление клетки. Это сложный процесс, в ходе которого спираль ДНК удваивается, потом распутывается, затем вновь сворачивается, теперь уже в две спирали. Вероятность генетических ошибок в такой момент резко возрастает". Еще один внутренний фактор организма, влияющий на мутации, - существование так называемых активных форм кислорода. Без них невозможно нормальное функционирование белков клетки, но если их слишком много, они взаимодействуют с ДНК, повреждая ее. "Кто-то из исследователей недавно выразился так: каждый вдох кислорода - удар по геному", - говорит заведующий лабораторией биохимии опухолей НИИ канцерогенеза РОНЦ РАМН Анатолий Лихтенштейн.

Получается, что мутации происходят постоянно. Впрочем, по большей части это не имеет опасных последствий для человека. Ведь изменения генома часто не нарушают функции клетки, которая, "отработав" положенное ей время, отправляется в "плавильную печь" ферментов, чтобы умереть. Однако рано или поздно среди цепочек безобидных мутаций может возникнуть та, которая позволит клетке делиться не ограниченное количество раз, а практически бесконечно. "Это еще не рак, но вероятность генетических изменений при таком развитии событий резко возрастает", - объясняет Борис Копнин.

Корни зла

Что происходит дальше? Начинается самый настоящий эволюционный отбор. В обильном потомстве "бессмертной" клетки происходят все новые и новые изменения генома. Если мутации не дают своим "хозяйкам" преимущества перед другими клетками, они постепенно исчезают. Но может наступить момент, когда клетка вдруг начинает "качать права". Таких вариаций может быть множество - каждая опухоль имеет собственный молекулярный "портрет". Однако ученым известны более или менее универсальные мутации, которые увеличивают возможность последующих изменений в десятки и сотни раз. "Одна из таких мутаций влияет на ген P53, считающийся "стражем генома": кодируемый им белок ограничивает размножение клеток с дефектами", - говорит Борис Копнин. Когда узнаешь о других мутациях, поражаешься тому, с какой выдумкой работает инженер-природа. Например, считается, что проблемы многострадальной овечки Долли возникли из-за того, что ее создатели при клонировании не смогли устранить технический недостаток - укорочение в клетках окончаний хромосом, вызвавшее преждевременное старение организма. Опухоль в отличие от Долли может оставаться вечно молодой: одна из самых распространенных мутаций, наблюдающихся при раке, позволяет клеткам постоянно "достраивать" концы хромосом.

Постепенно сила трансформированной клетки, обусловленная все новыми и новыми мутациями, растет. Она приобретает и способность разрушать здоровые ткани вокруг себя, и повышенную жизнестойкость, связанную с потерей "рецептора смерти", и особую подвижность, позволяющую захватывать пространства внутри организма... Специалисты выяснили: для того чтобы клетка окончательно превратилась в раковую, таких изменений должно случиться как минимум 7-8. Однако в реальности их бывает гораздо больше. Могут пройти десятилетия, прежде чем последствия сбоя генома накопятся в количестве, достаточном для развития болезни. Обычной продолжительности человеческой жизни для этого часто не хватает. "Не каждый доживет до своего рака", - мрачновато шутят онкологи. Впрочем, опухоль, чтобы развиваться, должна еще научиться добывать себе питательные вещества и кислород, ведь без них она быстро погибнет. В ходе эволюции у раковых клеток появилось особое оружие. Они приобретают способность "рекрутировать" клетки окружающих тканей, посылая им особые сигналы. Постепенно вокруг опухоли начинают расти или кровеносные сосуды, или трубчатые структуры, по которым к ней поступают необходимые вещества. Теперь рак становится всемогущим...

Не пить, не курить...

Картина, нарисованная учеными, способна привести в трепет любого. Невольно задаешься вопросом: если молекулярные механизмы этой болезни столь разнообразны, если она так тесно связана с процессами, происходящими в организме, может, сама жизнь является главным фактором риска? Не хочешь болеть онкологическими заболеваниями - не живи? " Но ведь вся медицина - это борьба с природой, - говорит Анатолий Лихтенштейн. -И опускать руки явно не стоит. Последние исследования свидетельствуют о том, что на данном направлении у нас есть хорошие шансы отвоевать у природы многое".

На чем же основан оптимизм ученых? Да, рак ведет свое наступление на организм по многим направлениям. Однако, определив "линии прорыва", можно выстроить и тактику обороны. Исследователи считают, например, что одним из дальних бастионов может стать борьба с вирусными инфекциями. "Сейчас известно, что от 15 до 20 процентов опухолей человека ассоциировано проникновением в организм вирусов, - рассказывает заведующий лабораторией вирусного канцерогенеза НИИ канцерогенеза РОНЦ РАМН Владимир Гурцевич. - Но этого можно избежать. Например, уже разработана вакцина от вируса папилломы человека, который, как доказано, может вызывать у женщин рак шейки матки. Ведутся и популяционные исследования применения вакцины от гепатита В, тоже считающегося одним из онкогенных вирусов. В некоторых странах Африки существует убедительная статистика, свидетельствующая о снижении количества случаев рака печени в связи с массовой вакцинацией от гепатита". Еще одну линию обороны можно выстроить, если вести здоровый образ жизни. Результаты анализа программы "Европа против рака" показали, например, что борьба с курением уже принесла результат - количество случаев легочных злокачественных образований, напрямую связанных с вредной привычкой, там существенно снизилось. Ученые считают: значительного эффекта можно добиться также с помощью здоровой диеты и уменьшить на треть риск появления рака органов пищеварения.

Впрочем, пути генетических мутаций непредсказуемы. Разве легче человеку, у которого обнаружили тяжелое заболевание, от того, что он не курил, правильно питался и сделал все возможные прививки? Найдены ли другие способы лечения? Ученые связывают новые возможности с поиском раковых белков-мишеней. Получив вещества, блокирующие их, можно прекратить или значительно замедлить процесс развития опухоли на одной из стадий. Например, уже существуют препараты, позволяющие остановить рост кровеносных сосудов, ведущих к опухоли. Конечно, пока ни одно из средств не является панацеей. Это всего лишь один шаг, приближающий нас к цели.