Мембрани регулюють ріст клітин - рак: експерименти і гіпотези
До 1963 р вчені встановили, що в зародках пшениці містяться речовини, що викликають «злипання» пухлинних клітин (Ауб). Ці речовини, аглютиніни, діють подібно антитіл: вони мають принаймні два сполучних центру і, отже, можуть реагувати по крайней мере з двома клітинами і викликати аглютинацію (злипання) (фіг. 28). У 1963 р Ауб показав, що аглютинація властива головним чином пухлинних клітин і лише в незначній мірі нормальним.
У наступні роки дослідники зосередили увагу на агглютинируют білку з соєвих бобів, який в 30-х роках було виділено Самнером в кристалічному вигляді і отримав назву конканавалін А (Кон А). Кон А специфічний для пухлинних клітин. Однак агглютинировать можуть не тільки пухлинні клітини: якщо нормальні клітини ЗТЗ обробити розведеним розчином ферменту трипсину, який переварює білки, вони отримують здатність пов`язувати Кон А, точно так само як і трансформовані клітини ЗТЗ. Очевидно, під час тріпсінізаціі в нормальних клітинах оголюються ті ж сполучні центри, які завжди оголені в пухлинних клітинах. Іншими словами, в нормальних клітинах сполучні центри приховані, а в пухлинних оголені.
Тоді виникає питання: що станеться, якщо закрити ці сполучні центри в пухлинних клітинах? Чи стануть такі клітини знову нормальними? Для відповіді на це питання довелося вдатися до деяких хитрощів, оскільки в даному досвіді потрібно, щоб Кон А покрив сполучні центри клітин, але не викликав їх аглютинації. Образно кажучи, був потрібний «однорукий», одновалентний Кон А, який був би в змозі реагувати з однією клітиною. Його виявилося не складним приготувати: трипсин розщеплює Кон А на два фрагмента, кожен з яких зберігає здатність реагувати з пухлинними клітинами, але не веде до їх аглютинації (Бургер).
Пухлинні клітини легко переносять обробку одновалентним Кон А. Вони продовжують ділитися в клітинній культурі, але (і це було несподіванкою для вчених) лише до досягнення Суцільного моношару. Іншими словами, Кон А перетворює їх в нормальні клітини, які знову отримують здатність реагувати на контактне гальмування: вони стають як би вовками в овечій шкурі.
Але овеча шкура й усіх не забрав вовчу натуру: зв`язування одновалентного Кон А виявилося оборотним. Надлишок метилглюкози, яка сперечається з клітинами за зв`язок з Кон А і тим самим зриває його з клітинної мембрани, веде до того, що пухлинні клітини оголюють своє «справжнє обличчя»: вони починають рости в клітинній культурі, не звертаючи уваги на клітинні контакти, точно так само, як вони себе вели до зустрічі з Кон А.
Однак історія з Кон А на цьому не закінчується. Якщо вірно, що сполучні центри Кон А важливі для прояву клітинами здатності до зростання, то оброблені трипсином і зв`язують Кон А клітини ЗТЗ, на які ми тільки що посилалися, також повинні стати «пухлинними» клітинами. І дійсно, шляхом тріпсінізаціі виявилося можливим вивести клітини з-під контролю контактного гальмування і індукувати в них новий цикл синтезу ДНК з подальшим клітинним поділом. Але трипсин здатний позбавляти клітку нормальних властивостей до зростання лише на короткий час. Такі клітини можуть пройти одну поділку, після чого поділу припиняються. Вони також втрачають здатність знову пов`язувати Кон А, бо лише тимчасово були пухлинними клітинами.
Цю главу ми можемо закінчити питанням: яка природа сполучних центрів? Відповідь, принаймні з хімічної точки зору, простий: це, по-видимому, глікопротеїни з глюкозою в якості специфічно зв`язує компонента (Бургер виявив, що а-метилглюкози «сперечається» з клітинами за Кон А, тим самим звільняючи їх від гальмування цим речовиною).
Які функції несуть ці мембранні структури? Повернемося ще раз до гіпотези, згідно з якою нормальні клітини в культурі тканини можуть не тільки продукувати
фактори росту, але і відповідати на них. Можна було б зробити висновок, що клітини, трансформовані вірусом (SV 40-ЗТЗ), не здатні обмінюватися сигналами і, отже, зростають без контактного гальмування. Однак таке припущення не так, оскільки, якщо судити з поведінки змішаних культур нормальних і пухлинних клітин (див. Стор 132), пухлинні клітини можуть чудово сприймати регуляторні сигнали від нормальних клітин. Вони лише розучилися їх посилати.
Конканавалін А дозволяє їм знову посилати сигнали. Це явище досить складно знайти пояснення, якщо припустити просте покриття оголених сполучних центрів. Не виключено, що вся гіпотеза «відправник - одержувач» помилкова. Але можливо, що Кон А просто покриває все негативно заряджені ділянки поверхні-це ускладнює клітинні контакти і спонукає пухлинні клітини рости без контактного гальмування.
висновок
Крім ядра і лізосом, клітинні мембрани, мабуть, відносяться до числа найбільш важливих органел в канцерогенезі. Сукупність усіх перерахованих органел дозволяє створити закінчену теорію розвитку пухлинної клітини:
- Лізосомні ферменти, особливо лізосомної ДНКаза, змінюють ДНК в ядрі.
- У свою чергу змінена ДНК продукує «більш кислі» будівельні блоки для мембран, ніж нормальна ДНК. Негативно заряджена мембрана змінює «соціальні» властивості клітини.
Аж до теперішнього моменту ми не торкалися найважливішою клітинної органели - мітохондрії. А адже саме мітохондрія, як стверджує Варбург у своїй теорії в змозі направити розвиток клітини по опухолевому шляху. Ось чому тепер нам належить зосередити увагу на цій органелле.
