Клетки с раковыми мутациями могли бы использовать своё преимущество в скорости деления и захватить всю ткань, но им мешают другие клетки с такими же амбициями.
Злокачественные опухоли возникают из-за мутаций, которые разрешают клеткам бесконтрольно делиться. Эти мутации появляются как из-за внешних факторов, вроде канцерогенных веществ, которые мы съедаем и вдыхаем, так и по естественным внутренним причинам.
Наши клетки регулярно обновляются, на место старых приходят новые, а новые берутся из стволовых клеток-предшественников, которые очень долго сохраняют способность делиться. Но при делении молекулярные машины, которые удваивают ДНК, неизбежно допускают ошибки, которые остаются неисправленными и постепенно накапливаются. Некоторые исследователи полагают, что раковые мутации возникают по большей части как раз из-за неточного копирования ДНК.
Некоторые мутации появляются у нас уже в юности (как в матке, например), а с возрастом их число возрастает десятикратно. Однако далеко не всегда они приводят к чему-то плохому. Исследователи из Института Сенгера полагают, что раковые мутации остаются безопасными из-за конкуренции между клетками-мутантами.
Мутация в стволовой клетке может попасть (и часто попадает) в онкоген – то есть в ген, который, например, управляет делением клетки, но который в норме сохраняет связь с реальностью, то есть воспринимает ограничительные сигналы из внешней среды, от других клеток, от других генов той же самой клетки и т. д. Но после мутации такой ген становится уже чуть менее управляемым, и теперь стволовая клетка-предшественник начинает делиться чуть быстрее, чем обычная стволовая клетка. С одной мутации рак не начнётся, но если клетка-мутант наплодит много потомков, то повышается вероятность того, что в них к этой первой мутации добавятся ещё пара-тройка, и клетки начнут делиться по-раковому.
Но клетки существуют в ткани не сами по себе, а в окружении множества других клеток. И в них тоже могут появляться мутации, которые ускоряют их деление, делая его чуть менее контролируемым. И если одни мутанты столкнуться с другими, у которых есть те же конкурентные преимущества, они начнут друг другу мешать, и в результате никто не будет делиться быстрее и никакой опухоли не появится. В наших тканях места мало, поэтому клеткам приходится согласовывать свои интересы друг с другом.
Исследователи проверили эту гипотезу в экспериментах с мышами, у которых специально заставляли мутировать эпителиальные клетки пищевода (пищевод и кожа – два органа, в которых к среднему возрасту большинство клеток уже несут в себе те или иные мутации). У мышиных клеток очень тщательно выискивали мутации и сопоставляли эти мутации с тем, насколько успешно клетки-мутанты одного рода занимают территорию и как их успех соотносится с соседями. В статье в Nature Genetics говорится, что клоны мутантов действительно сдерживали друг друга, так что в итоге все клетки делились с нормальной скоростью. Разумеется, если в каких-то клетках появятся мутации, которые сразу дадут сильное преимущество, то сбалансировать их другим клеткам уже не получится, и, скорее всего, начнёт развиваться опухоль.
Как именно клетки-мутанты сдерживают друг друга, авторы работы пока не знают. Но если мы поймём, какие сигналы они друг другу посылают, какие молекулы задействуют, то и сами мы сможем использовать эти же сигналы, чтобы подавлять рост уже настоящих раковых клеток.
Автор: Кирилл Стасевич