Рак стволовых клеток

Использование организмом стволовых клеток, присутствующих в некоторых тканях (в первую очередь, в быстро обновляемых, таких как кожа), кажется слишком сложным и неэффективным способом замещения поврежденных или отслуживших свой срок «деталей». Не проще ли было бы инициировать пролиферацию клеток той же ткани, соседствующих с теми, что вышли из строя? На первый взгляд — да, но такой метод чреват возникновением рака.

Считается, что клетка становится злокачественной, когда в ее ключевых генах накапливается такое число онкогенных изменений, что она утрачивает контроль над числом делений. Обычно мутации возникают в результате прямого действия различных внешних факторов (радиация, химические вещества и т.д.) или вследствие случайных ошибок при копировании генетического материала клетки, предшествующем ее делению. Численность популяций долгоживущих стволовых клеток в органах, где чаще всего возникает рак, очень мала. Поэтому, с одной стороны, их будет ничтожно мало среди тех клеток, которые превратились в раковые в результате накопления патогенных превращений, но с другой, именно вследствие «бессмертности» у них больше шансов претерпеть за свою долгую жизнь злокачественную трансформацию.

Если все вышесказанное справедливо, то это объясняет, почему многие формы рака развиваются спустя десятки лет после радиационного облучения: давнее повреждение могло быть только первым шагом в череде событий, превращающих нормальную клетку в раковую. Природа строго регулирует процессы самообновления, и ею предусмотрено, что если некая клеточная популяция уже обладает такой способностью, то для ее трансформации в злокачественную должно накопиться больше мутаций, чем в обычных клетках. Таким образом, можно построить несколько моделей возникновения рака. Согласно одной из них, мутации возникают в самих стволовых клетках, и в результате утраты контроля над самообновлением образуется некий пул стволовых клеток, предрасположенных к онкологенной трансформации. Последующие воздействия, запускающие пролиферацию этих клеток с образованием опухоли, могут произойти на уровне как самих стволовых клеток, так и их потомков — коммитированных родоначальных клеток. Другая модель предполагает, что раковые мутации возникают в стволовых клетках, но все дальнейшие события, ведущие к злокачественной трансформации, совершаются только в коммитированных родоначальных клетках. В рамках данного сценария предполагается, что утраченная клетками-предшественниками способность к самообновлению каким-то образом восстанавливается.

Согласно последним данным, право на существование имеют обе модели: все зависит от типа рака.

 Раковые стволовые клетки, дающие начало злокачественным новообразованиям, обнаружены у пациентов, страдающих различными формами онкологических заболеваний крови, и больных с некоторыми с лидными опухолями. Как появляются такие клетки? Как и обычные стволовые клетки, их злокачественные варианты обладают способностью к самообновлению путем деления без дифференцировки и, следовательно, дают начало бесконечному числу аномальных дифференцированных клеток, из которых состоит опухоль. Потомки таких клеток, однако, имеют ограниченную продолжительность жизни и сами по себе не могут быть онкогенными, т.е. не способны генерировать новые раковые клетки. Поведение нормальных стволовых клеток строго контролируется встроенной в них генетической программой и теми сигналами, которые они получают от ближайшего окружения. Таким образом, решающую роль в окончательном превращении здоровых стволовых клеток в раковые может играть то, как они отвечают на внешние сигналы. Возможно также, что мутации, имеющиеся в стволовых клетках, наследуются их незрелыми потомками, клетками-родоначальницами. Под влиянием последующих метаморфоз они могут вновь приобрести способность к самообновлению, в норме свойственную только стволовым клеткам