Догма репрограммироваться пухлинної клітини - рак: експерименти і гіпотези

Всі клітини вищого організму в кінцевому підсумку розвиваються з однієї-єдиної клітини - заплідненого яйця, яке виникає при злитті жіночої яйцеклітини з чоловічим спермием.
З цієї клітини в результаті поділів утворюються міріади соматичних клітин протягом тривалого процесу диференціювання вони стають клітинами нирки, нервовими клітинами, клітинами печінки, сполучної тканини. Спадковий матеріал передається дочірнім клітинам при кожному деленіі- таким чином, в кожній соматичної клеткё є той же спадковий матеріал і навіть та ж ДНК, що і в заплідненої яйцеклітини.
Ботаніки знають про це давно. Якщо частина листа тютюну помістити на живильне середовище, то лист пустить білі корінці, а згодом з нього може сформуватися і цілу рослину. У рослин культивування потомства з диференційованих соматичних клітин не є чимось незвичайним. За самою своєю природою клітини рослин часто залишаються «мультипотентними» і в разі «надзвичайного стану» зберігають здатність скористатися всім запасом спадкової інформації.
Лише недавно вдалося продемонструвати, що і соматичні клітини тварин мають в своєму розпорядженні весь геном яйцеклітини. Цитогенетики вже давним-давно стверджували, що спадковий матеріал яйця не витрачається, а ретельно копіюється дочірніми клітинами, але переконливих доказів не приводили.
Гердон з Оксфордського університету спробував це довести: з цією метою він видалив ядро з клітини кишкового епітелію жаби і пересадив його в яйцеклітину жаби того ж виду. Ядро яйцеклітини було видалено шляхом «умертвіння» його під мікроскопом спрямованим опроміненням. Операції подібного типу можуть бути виконані тільки при оволодінні найтоншими хірургічними методами. Яйцеклітини жаби з ядрами з епітелію кишечника розвивалися до нормальних пуголовків, а потім і до нормальних жаб. Таким чином, було доведено, що соматичні клітини вищих організмів зберігають весь генетичний матеріал зиготи (фіг. 49).
З цього випливає, що клітина печінки або нервова клітина використовує наявну в ядрі генетичну інформацію лише частково. Інша частина генома не проявляє себе. Можна говорити про репресії, характерною для кожного типу клітин: в кожній клітині певна інформація, тобто ділянки ДНК, повинна залишатися відкритою і «зчитуватися». Цей розкритий матеріал визначає програму, унікальну для кожного типу клітин - для м`язових клітин, клітин паренхіми печінки або базальних клітин епідермісу. На шляху від яйцеклітини до клітини кишкового епітелію мутацій проісходіт- в іншому випадку з ядер клітин кишкового епітелію не вдалося б вивести нормальних жаб.
Після цих попередніх зауважень ми можемо тепер спробувати сформулювати ще одну догму індукування пухлин - догму помилково запрограмованою пухлинної клітини: «В принципі відмінності між нормальною і пухлинної клітинами можна уподібнити відмінностей, що існують між клітиною паренхіми печінки і нервової клітиною». Нова програма пухлинної клітини повинна бути досить жорсткою, щоб гарантувати, як правило, освіту лише нових пухлинних клітин. Однак вона не повинна бути настільки жорсткою, щоб виключити зворотний розвиток, тобто нова зміна програми.

"ОМНІПОТЕНЦІЯ" Ядер диференційованих клітин
Догма «репрограммироваться пухлинної клітини» також дозволяє дати правдоподібне пояснення канцерогенезу: канцероген повинен бути речовиною, здатним змінювати характер репресії, - речовиною, здатним «зміщувати» гистони, екранують ДНК, і тим самим викликати до життя нову програму. При цьому небезпека «перельоту через мета» і прямого попадання в ДНК повинна бути чималою. Саме реакції, що виникають в результаті подібного «перельоту через мета», і пояснюють мутагенні і токсичні ефекти канцерогенів.
Як ми мали можливість переконатися, для трансформації нормальних клітин в пухлинні необхідні ділення клітин (і в першу чергу синтез ДНК). Нова догма легко пояснює цей феномен: при кожному діленні, точніше, при кожному подвоєнні ДНК диференційованої клітини повинен також копіюватися і характер репресії. Отже, синтез ДНК являє собою «небезпечну фазу» для правильної передачі докладних вказівок, що визначають, які з ділянок ДНК залишатимуться активними, а які повинні инактивироваться ( «характер розподілу гістонів»). Тісний зв`язок між канцерогенезом і синтезом ДНК добре «вписується» в концепцію репрограммироваться пухлинної клітини.
У доступному для огляду майбутньому цю догму, можливо, вдасться поставити під вирішального експерименту. Якщо допустити, що генетичний матеріал в пухлинної клітці залишається незачепленим, то пересадка ядра пухлинної клітини в яйцеклітину повинна вести до розвитку нормального зародка. Можливо, цей експеримент не вдасться з першої спроби. Можливо, ядро пухлинної клітини доведеться кілька разів пересаджувати в нові яйцеклітини, перш ніж воно знову «нормалізується». Перші експерименти в цьому напрямку вже проведено, і на них ми зупинимося нижче (стор. 306).
В експериментах Гердон цитоплазма яйцеклітини відігравала важливу роль. Під її впливом використовується вся інформація, що міститься в диференційованому ядрі, і все «починається з початку». Чому б «неопластической цитоплазмі» також не примусити ядро стати ядром пухлинної клітини і чому б нормальною цитоплазмі поки вернулася ядро пухлини до норми? Догма репрограммироваться пухлинної клітини приписує цитоплазмі вирішальну роль в контрольних механізмах. У такому «демократичному обміні думками» між ядром і цитоплазмою виробляється загальний курс розвитку клітини.
висновок
Основні проблеми експериментальних досліджень пухлин все ще вимагають догматичного підходу.
До сих пір не з`ясовано остаточно:
а) чи може нормальна клітина безпосередньо перетворюватися в пухлинну (трансформуватися) -
б) чи можуть преформовані пухлинні клітини просто піддаватися селекціі-
в) чи можуть соматичні клітини просто вислизати з поля нормальної ростовой регуляції.
Виявлення здатних до зворотного розвитку пухлин змушує нас засумніватися в справедливості положення про те, що канцерогенез - це «дорога в один кінець». Догма репрограммироваться пухлинної клітини дозволяє уподібнити відмінності між кліткою гепатоми і кліткою печінки відмінностей між клітиною печінки і кліткою нирки. Нова програма включає в себе втрату колишніх здібностей, а також придбання нових.
Не всі пухлини ростуть швидше нормальних тканин. Іноді популяція клітин в пухлинної тканини зростає за рахунок того, що клітини як би «забувають» померти.