Стволовые клетки

Для эффективной борьбы с хроническим миелолейкозом и некоторыми другими формами рака достаточно уничтожить только особые раковые клетки, составляющие небольшой процент от общего их числа. Именно они побуждают к бесконтрольному делению новые клетки, а возможно, даже служат «зародышем» процесса малигнизации, отчего их и называют «стволовыми раковыми клетками». Возможно, когда-то они сами или их незрелые потомки были обычными стволовыми клетками, которые затем претерпели злокачественное перерождение.

Гипотеза о существовании немногочисленной популяции раковых стволовых клеток, запускающих онкологический процесс, не нова. Всерьез данной проблемой начали заниматься в 50–60-х гг. прошлого столетия в связи с исследованием с лидных опухолей и злокачественных заболеваний крови. Наблюдения за нарушениями развития тканей помогли биологам установить основные закономерности формирования и роста здоровых тканей.

Сегодня изучение стволовых клеток во многом помогает исследованию онкогенеза. За последние 50 лет удалось прояснить детали механизмов регуляции поведения нормальных стволовых клеток и их потомков. В результате выяснилось, что характерная для них иерархическая организация имеет место и в популяции раковых клеток любой опухоли. Это обстоятельство служит веским доводом в пользу теории, согласно которой многие новообразования берут начало от совершенно особых клеток, сходных со стволовыми. И для того, чтобы найти способы их уничтожения, необходимо выяснить, как «хорошие» стволовые клетки превращаются в «плохие».

Тело человека формируется из множества органов и тканей, состоящих из клеток, продолжительность жизни которых невелика. Так, верхний слой кожи почти полностью обновляется каждый месяц, его клетки отшелушиваются и заменяются новыми. Клетки выстилки кишечника «живут» не более двух недель, а тромбоциты — клетки крови, участвующие в ее свертывании, — всего 10 суток.

Механизм, обеспечивающий постоянство популяций функционирующих клеток в разных тканях, действует в строгом соответствии с потребностями организма. Его питают небольшие пулы самоподдерживающихся стволовых клеток, которые служат «фабриками» по выпуску дифференцированных клеток, замещающих отмирающие. С переходом на каждую новую ступень специализация клеток все больше конкретизируется, и они постепенно утрачивают способность к самообновлению.

Наиболее показательным примером такой системы служит образование форменных элементов крови и клеток иммунной системы. Родоначальниками всех функциональных клеток, обнаруженных в крови и лимфе, служат гемопоэтические стволовые клетки (ГСК), находящиеся в костном мозге. На их долю приходится менее 0,01% суммарного числа клеток костного мозга взрослого человека, и каждая из них дает начало более многочисленным популяциям частично специализированных родоначальных клеток. Затем из них образуются дифференцированные зрелые клетки, выполняющие самые разные функции: от защиты организма от патогенов до доставки кислорода к органам и тканям. Сами стволовые клетки остаются при этом недифференцированными благодаря присущей им уникальной способности к самоподдержанию: в самом начале стволовая клетка делится пополам, но дальнейшим превращениям подвергается только одна из образовавшихся дочерних клеток, вторая остается неизменной. В результате численность пула стволовых клеток не меняется, а популяции специализированных гемопоэтических клеток быстро разрастаются в ответ на потребности организма.