Рак — продукт эволюции — «наука»
Как «война раковых клонов» окажет помощь победить рак
Клетки раковой опухоли изменяются и эволюционируют практически так же, как животные в естественных условиях обитания. В случае если мы осознаем, как это трудится, то сможем победить рак. Корреспондент BBC Earth говорит о отечественных шансах в борьбе с онкологическими болезнями.
Последняя статистика показывает, как на большом растоянии мы находимся от победы. По данным Американского онкологического общества, в Соединенных Штатах риск заболеть раком в течение судьбы образовывает 42% у мужчин и 38% — у дам.
В Англии обстановка еще хуже. По данным английской благотворительной организации Cancer Research UK, 54% женщин и 48% мужчин столкнутся с этим недугом в тот либо другой момент собственной жизни. И количество случаев болезней не перестает расти.
Благотворительная организация Macmillan Cancer Support информирует, что по состоянию на 2015 год в Британии с данной заболеванием жили 2,5 млн человек. Это число каждый год возрастает на 3% — другими словами на 400 000 случаев за пять лет.
Подобные цифры говорят о том, что рак не только очень обширно распространен, но делается все более и более обыденным явлением. Но из-за чего так много людей в какой-то момент судьбы заболевают раком? Чтобы получить ответ на данный вопрос, нужно осознать, что рак представляет собой побочный эффект эволюции.
Большие млекопитающие со сложным строением организма, среди них и человек, самый подвержены онкологическим болезням как раз из-за строения и своего размера. Но кроме того в случае если эволюционные процессы сделали рак таковой значительной проблемой, как раз эволюционное мышление на данный момент разрешает отыскать новые методы лечения, каковые повысят отечественные шансы на победу в битве со злокачественными опухолями.
Чтобы выяснить, как появился рак, нужно обратиться к фундаментальному процессу, происходящему в отечественном организме: делению клеток. Новая судьба зарождается при оплодотворении яйцеклетки сперматозоидом. Через пара дней по окончании оплодотворения яйцеклетка преобразовывается в бластоцисту, в которой насчитывается уже пара сотен клеток.
К моменту успехи человеком совершеннолетия эти клетки поделятся множество раз.
Ученые до сих пор не смогут прийти к согласию относительно того, сколько клеток имеется в организме человека — кроме того с точностью до триллиона. Деление клеток в организме представляет собой строго регулируемый процесс. К примеру, у эмбриона человека между пальцами ног и рук имеются перепонки, но к моменту рождения они исчезают благодаря процессу запрограммированной смерти клеток — апоптозу.
Ученые: рак — не случайность, а итог вредных привычек
18.06.2016Как генная инженерия может поменять будущее
18.06.2016Ученые: при раке груди гормональную терапию необходимо принимать 10 лет
18.06.2016Английские ученые нашли новый метод лечения рака кишечника
18.06.2016Ученые предложили новый способ лечения рака поджелудочной железы
18.06.2016Рак также тесно связан с делением клеток, но тут имеется одно серьёзное различие. Раковая клетка нарушает все правила контролируемого деления клеток. «Они ведут себя так, как будто бы являются отдельным организмом, — говорит Тимоти Вайль, специалист в области биологии развития из Кембриджского университета, Англия. — Чем стремительнее раковая клетка будет делиться, тем больше питательных веществ она возьмёт, увеличив тем самым собственные шансы на рост и выживание».
Для обычного деления клеток нужен ограничения и контроль, но раковые клетки делятся непрерывно и хаотически. «Зрелые клетки находятся под строгим контролем, — говорит Вайль. — В сущности, рак — это утрата контроля над этими клетками».
Рак развивается подобным образом лишь при мутации генов, несущих ответственность за предотвращение случайного деления клеток, к примеру, гена p53. Однако отечественный организм способен подмечать подобные мутации. Определенные биологические совокупности несут ответственность за разрушение мутированных клеток, талантливых причинить нам вред.
У человека имеется пара корректирующих генов, содержащих руководства об уничтожении поврежденных клеток. «На это ушли миллионы лет эволюции, — говорит Чарльз Суонтон из Университета Фрэнсиса Крика в Англии. — Данный механизм оптимален, но не совершенен».
Угроза исходит от маленького числа поврежденных клеток, каковые остались незамеченными. Со временем одна их них может вырасти и разделиться на много, а после этого и тысячи раковых клеток. В следствии это может привести к образованию опухоли, складывающейся из миллиардов клеток.
Эта неприятность весьма важна. В случае если у человека уже имеется раковая опухоль, он будет мучиться от онкологии до тех пор, пока не удастся стереть с лица земли все раковые клетки до одной. В случае если хотя бы нескольким из них удастся выжить, они опять начнут размножаться, и опухоль возвратится.
Не все раковые клетки опухоли похожи. В ходе их деления смогут появляться мутации, талантливые оказывать влияние на их поведение. Иными словами, такие клетки развиваются.
По мере мутации клеток в опухоли они покупают еще большее генетическое разнообразие.
После этого в дело вступает эволюция, отбирающая самые злокачественные из них.
Генетическое разнообразие — это «база судьбы, это то, что питает естественный отбор», говорит Суонтон. Он имеет в виду концепцию эволюции при помощи естественного отбора, в первый раз предложенную Чарльзом Дарвином во второй половине 50-ых годов XIX века.
Раковые клетки, как и различные виды живых существ, будь то человек, львы, лягушки а также бактерии, со временем покупают различия в структуре либо последовательности генов. «Опухоли развиваются не линейно, — подчеркивает Суонтон. — Они эволюционируют по принципу разветвления, и это указывает, что в опухолях не бывает двух однообразных клеток».
Ученые узнали, что по мере развития клетки опухоли становятся все более злокачественными. «По сути, мы имеем дело с ветвями эволюции, каковые несут ответственность за жизнеспособность и разнообразие, что разрешает группам клеток выживать по окончании терапии и сводить на нет упрочнения докторов», — говорит Суонтон.
Тот факт, что опухоли всегда меняют собственную генетическую структуру — это одна из обстоятельств, по которым раковые клетки так тяжело стереть с лица земли. Как раз исходя из этого Суонтон и другие специалисты в борьбе с раком применяют эволюционный подход. Суонтон, специализирующийся на раке легких, занимается и клинической практикой, и научными изучениями.
Он сохраняет надежду, что результатом его работы станет создание действенного и адресного лечения.
Раковую опухоль возможно сравнить с деревом: у нее также имеется ветви и ствол. В основании находятся те самые первые мутации, каковые и стали причиной образованию опухоли. Все они должны находиться в каждой клетке опухоли.
Теоретически терапия, направленная против этих базисных мутаций, обязана разрушать все клетки опухоли.
Данный подход уже употребляется в некоторых видах терапии. К ним относятся лечение рака легких при помощи препарата, влияющего на рецептор EGFR, и использование ингибитора мутированного белка BRAF при меланомы. Неприятность содержится в том, что эти виды лечения обычно не приносят желаемых результатов.
Кроме того при целенаправленном лечении со временем вырабатывается устойчивость к терапии.
«Это случается вследствие того что в ветвях опухоли присутствует одна либо пара клеток, имеющих мутацию, несущую ответственность за резистентность. Это разрешает им победить схватку», — говорит Суонтон. Иначе говоря кое-какие ветви ракового дерева в ходе развития купили свойство противостоять атакам, направленным на базисные мутации.
При лечении они не погибают.
Суонтон и его сотрудники изучили данный вопрос, чтобы выяснить, смогут ли они создать лечение, дающее отличных показателей. В среднем опухоль складывается из триллиона раковых клеток. Кое-какие из них уже обучились не реагировать на попытки действия через базисную мутацию.
Но что в случае если терапия будет направлена сходу против двух базисных мутаций? Вряд ли многие клетки приспособились так прекрасно, что смогут выжить в аналогичных условиях. Суонтон и его сотрудники совершили подсчеты, дабы узнать, сколько базисных мутаций в раковом «стволе» им необходимо будет нападать в один момент, дабы стереть с лица земли все раковые клетки до одной.
Оказалось, что достаточно трех. В соответствии с оценке ученых, достаточно совладать с тремя мутациями в один момент, дабы «срубить ствол» и уничтожить все клетки опухоли. Но подобное лечение не будет недорогим.
Для этого нужно изучить рак, от которого страдает конкретный больной, и выяснить, какие конкретно базисные мутации характерны его опухоли, дабы знать, какие конкретно виды лечения будут действенными.
«Мы планируем анализировать опухоли и на данной базе создавать личные ангигены для каждого больного», — растолковывает Суонтон.Ученый Альберто Барделли из Туринского университета (Италия) специализируется на изучении толстой кишки и рака прямой.
В собственных отыскивании решения проблемы резистентности он кроме этого руководствуется правилами теории эволюции. «Я был весьма огорчен, в то время, когда понял, что все опухоли стали резистентными», — говорит он о собственной прошедшей работе. на данный момент Барделли применяет данный факт для разработки новой противораковой терапии. Он начинает «дразнить» резистентные раковые клетки, каковые он именует клонами.
Больным дают определенные лекарства и после этого ищут клетки, каковые начинают особенно деятельно делиться, выработав резистентность к лекарствам.Затем больной прекращает принимать лекарства, и фактор эволюционного отбора, содействовавший активному росту клетки, исчезает.
Без него другие клетки опухоли кроме этого размножаются . Они начинают борьбу против доминантного клона. По сути, рак уничтожает сам себя.
Дождавшись момента, в то время, когда другие клоны мало наберутся сил, Барделли возобновляет лекарственную терапию, поскольку новые клоны еще не успели выработать резистентность.
Барделли именует это «войной клонов»: «Мы сталкиваем клонов между собой, ожидаем, кто победит, а позже убираем фактор давления, другими словами лекарство». «На данном этапе победители еще не хватает сильны и начинают погибать под натиском остальных клеток. Так опухоль убивает сама себя».
«Мне хотелось бы применять те клетки, на которых терапия не действует, для противодействия остальным клетками», — говорит Барделли. До тех пор пока неизвестно, сработает эта тактика либо нет. Группа исследователей под управлением Барделли начнет испытания летом 2016 года.
Эволюционные подходы смогут показаться весьма перспективными, но одновременно с этим необходимо понимать, что существует множество факторов, каковые содействуют появлению рака. В 2013 году одно из наибольших генетических изучений разрешило достигнуть значительного прогресса в данной области.
Ученые изучили геномы онкологических больных в отыскивании «сигнатур» 30 самый распространенных раковых мутаций. Эти сигнатуры являются маленькие химические трансформации ДНК у больных, страдающих разными видами рака, включая рак легких, кожи и яичников.
Один из участников исследовательской группы Эндрю Бьянкин, врач Университета Глазго (Англия), говорит, что удалось распознать повреждения ДНК, красноречиво свидетельствовавшие о причине заболевания. «В случаях рака кожи, для того чтобы как меланома, мы можем отыскать сигнатуры, говорящие о воздействии УФ-лучей, при рака легких — на курение, — растолковывает Бьянкин. — Помимо этого, возможно распознать показатели генетически унаследованной неспособности к восстановлению ДНК».
Кроме известных раковых сигнатур, исследователям удалось найти нестандартные схемы образования рака, обстоятельство которых осталась неясна. «на данный момент мы прилагаем все усилия чтобы разобраться в этом», — говорит Бьянкин.
Главной задачей для организации и учёных Cancer Research UK, профинансировавшей изучение, станет выяснение обстоятельств аналогичных генетических трансформаций. Осознать обстоятельства происхождения рака и отыскать новые методы лечения крайне важно. Но другие ученые уверены в том, что сейчас необходимо сосредоточиться на профилактике.
Так как факторы риска, содействующие происхождению раковых мутаций, прекрасно известны: это воздействие и курение ультрафиолета.
Отис Броули, основной медицинский эксперт Американского онкологического общества, считает, что борьба с этими рисками окажет помощь не допустить множество случаев рака. Он приводит пугающую статистику: в 1900 году стандартизированный по возрасту уровень смертности от рака в Соединенных Штатах был равен 65 случаев на 100 тыс. человек, но всего 90 лет спустя эта цифра увеличилась до 210 смертей на 100 тыс.
«В случае если за 90-летний период данный уровень так очень сильно вырос, значит, на другими словами обстоятельство, — говорит Броули. — В случае если ее устранить, число раковых болезней снизится». За последние два десятилетия уровень смертности сократился на 25%. «Этого удалось достигнуть благодаря профилактике рака», — вычисляет Броули.
Так, возможно утверждать, что происхождение некоторых смертельных форм рака удается предотвращать. Так, к примеру, одна треть смертельных случаев рака в Соединенных Штатах позвана курением. Организация Cancer Research UK именует курение одним из тех факторов смертности, каковые оптимальнее поддаются профилактике«.
Одновременно с этим, не обращая внимания на понижение уровня смертности, число случаев рака неуклонно растет. В некоей степени это возможно растолковать улучшившейся диагностикой, в следствии чего выявляется и учитывается больше случаев. В частности, это правильно для рака простаты.
Но еще более убедительная обстоятельство роста числа раковых болезней — повышение длительности судьбы. «Если вы проживете достаточно продолжительно, вам не избежать рака», — вычисляет Бьянкин. «В случае если мы решим, что все мы желаем жить больше 70 лет, нам необходимо согласиться с мыслью, что непременно мы заболеем той либо другой формой рака», — согласен с ним Барделли.
Итальянский ученый уверен в том, что это неизбежно, поскольку отечественные клетки не хватает развиты чтобы сохранять ДНК в течении столь продолжительного срока судьбы. Броули же по большому счету заявляет, что любой человек старше 40 лет не сможет уберечься от мутации, талантливой на каком-то этапе его жизни привести к раку.
Это звучит тревожно, но, к счастью, отечественные естественные защитные механизмы, в большинстве случаев, способны избавляться от мутаций, разрушая мутировавшие клетки перед тем, как те превратятся в полноценную опухоль. Кроме того не обращая внимания на то, что рост числа раковых болезней — практически неизбежное последствие улучшения вторых показателей отечественного здоровья, разработка лучших способов лечения движется стремительными темпами.
В полной мере возможно, что ученые смогут осуществить прорыв в данной области, изучая то, как «эволюция борется с эволюцией».«Отечественный организм обязан начать применять ресурсы, каковые накапливались в течение многих миллионов лет», — говорит Барделли.
«Надежда имеется. Я уверен, что мы победим рак, — утверждает он. — Время от времени мы терпим неудачу из-за неправильной постановки неприятности. Не следует никого в этом винить, поскольку как раз так трудится наука».
Подписывайтесь на отечественный канал в Telegram!
Каждый день вечером вам будет приходить подборка самых броских и увлекательных переводов ИноСМИ за сутки.
Отыщите в контактах@inosmichannelи добавьте его к себе в контакты либо
перейдите, предварительно пройдя регистрацию, перейдите на страницу канала.
