211service.com
Jak guz jest jak zarodek
Trzydzieści lat temu rak był czarną skrzynką. Badacze wiedzieli, co poszło nie tak w organizmie, ale nie wiedzieli, jak i dlaczego. Praca Robert Weinberg , profesor biologii na MIT i członek-założyciel Instytut Whitehead for Biomedical Research, pomógł naukowcom otworzyć to pudełko. Weinberg odkrył pierwszy gen wywołujący raka i pierwszy gen hamujący nowotwory na początku lat osiemdziesiątych. Od tego czasu odkryto setki takich genów, a ta skarbnica, jak nazywa ją Weinberg, doprowadziła do wielu nowych leków. Weinberg pomaga również zrozumieć ogromną ilość złożonych informacji genetycznych, znajdując globalne regulatory procesów wspólnych dla wszystkich nowotworów.
Nowotwory Telltale: Robert Weinberg (na dole) z Whitehead Institute kierował zespołem naukowców, którzy opracowali metodę przekształcania normalnych komórek piersi w agresywne komórki rakowe (u góry, zabarwione na zielono). Wszystkie przedstawione komórki to komórki rakowe; aż co dziesiąta z nich to komórki macierzyste raka. Takie komórki powodują wtórne guzy, które zabijają 90 procent pacjentów z rakiem. Weinberg wykorzystuje te komórki do badania powstawania guzów.
Przegląd technologii rozmawiał z Weinbergiem o swoich badaniach nad jednym z tych podstawowych procesów. Przerzuty – rozprzestrzenianie się raka z jego początkowego miejsca do innych miejsc w całym ciele – są odpowiedzialne za 90 procent zgonów z powodu raka. Weinberg sugeruje, że kroki zapobiegawcze, takie jak przyjmowanie witamin, będą kluczem do zmniejszenia liczby zgonów z powodu raka.
Przegląd technologii : Jak działają przerzuty i w jaki sposób zaangażowane są komórki macierzyste raka?
Robert Weinberg : Do niedawna większość ludzi – z pewnością ja – wierzyła, że wszystkie komórki rakowe w guzie są sobie w zasadzie równoważne. Ale w ciągu ostatnich trzech lub czterech lat pojawiło się coraz więcej dowodów na to, że w guzach litych, a także guzach krwiopochodnych, istnieje hierarchia komórek rakowych, przy czym niektóre komórki są ważniejsze niż inne. Nowotworową komórkę macierzystą definiuje się jako komórkę, która po wyjęciu z guza i wprowadzeniu do nowego gospodarza, takiego jak mysz, jest zdolna do powstania całkowicie nowego guza.
Multimedia
Robert Weinberg opisuje swoje badania.
Komórki rakowe początkowo atakują lokalnie w pobliskiej tkance. Niektóre komórki rakowe są w stanie wniknąć do krążenia. Następnie są przenoszone do odległych miejsc w ciele, [uciekają z krążenia] i atakują sąsiednią tkankę. Tam są w stanie przetrwać i utworzyć tzw. W rzadkich przypadkach jeden z tych rozsianych mikroprzerzutów może rzeczywiście znaleźć sposób na przekształcenie się w przerzut makroskopowy i jako taki może po raz pierwszy stworzyć zagrażający życiu wzrost.
DZIECI : Co takiego umożliwia tym komórkom tworzenie nowych guzów?
RW : Jest teraz coraz bardziej oczywiste, że jeden mechanizm, prawdopodobnie dominujący, obejmuje zdolność komórki rakowej do wskrzeszania wczesnych embrionalnych programów behawioralnych. [W embrionie programy te] normalnie umożliwiają tworzenie się różnych tkanek i zależą od zdolności komórek embrionalnych do przemieszczania się z jednego miejsca w ciele do drugiego. Ten ruch w zarodku jest powierzchownie podobny do przerzutów. Sposób, w jaki komórki rakowe nabywają tę embrionalną cechę zdolności do poruszania się po organizmie, zależy od ich zdolności do wskrzeszenia tych wczesnych embrionalnych programów behawioralnych, co robią dzięki zdolności do indukowania ekspresji wczesnych embrionalnych czynników transkrypcyjnych [białek kontrolujących ekspresję duża liczba genów]. W tym przypadku te czynniki transkrypcyjne kontrolują grupy genów, które po włączeniu umożliwiają komórkom rakowym poruszanie się, inwazyjność, opieranie się zaprogramowanej śmierci komórki (która w przeciwnym razie zagraża ich istnieniu po opuszczeniu guza pierwotnego), a nawet uwalniają enzymy degradacyjne, które rozkładają [otaczającą tkankę, która] stanowi przeszkodę w postępie komórek rakowych.
DZIECI : Skoro komórki rakowe są podobne do normalnych komórek embrionalnych, czy to zaskakujące, że nie chorujemy na raka częściej lub wcześniej?
RW : Mówi raczej, że komórki rakowe nie są tak sprytne, jak nam się wydaje. Zamiast łączyć złożone problemy behawioralne, po prostu uciekają się oportunistycznie do wskrzeszania zachowań, które normalnie są tłumione w dorosłej tkance, a zatem nie stanowią bezpośredniego zagrożenia dla organizmu, ponieważ są pod ścisłą kontrolą. (Istnieje wiele mechanizmów wszczepionych w nasze komórki i tkanki, które hamują powstawanie guzów.)
Ten scenariusz, który właśnie przedstawiłem, jest dla nas bardzo pokrzepiający, ponieważ jeśli spojrzy się na biologię komórek przerzutowych, wydaje się ona być tak złożona, że aż oszałamiająca, której nikt nie jest w stanie go zrozumieć, po prostu dlatego, że istnieje tak wiele różnych genów i białek zaangażowany. Jednakże, jeśli ktoś jest teraz w stanie prześledzić te zachowania do niewielkiej liczby centralnych regulatorów, z których każdy może działać poprzez modulowanie ekspresji całej kohorty genów odpowiadających, teraz znacznie uprościliśmy problem, ponieważ teraz można skupić uwagi na dwóch lub trzech odrębnych centralnych regulatorach, które układają choreografię cech wysokiego stopnia złośliwości.
DZIECI : Jak zmieniło się nasze rozumienie raka podczas Twojej kariery?
RW : W połowie lat 70. nie wiedzieliśmy nic o tym, dlaczego komórki rakowe źle się zachowywały. Wiedzieliśmy, że źle się zachowywali, ale byli czarną skrzynką. Przez następne ćwierć wieku pojawiła się ogromna lawina informacji opisujących fakt, że wiele, ale być może nie wszystkie cechy komórek rakowych i guzów można przypisać uszkodzonym genom, które znajdują się w komórkach rakowych. Przed 1975 rokiem była to całkowita spekulacja. Tak więc nastąpił radykalny zwrot w tym zakresie. Teraz rak nie jest już tajemnicą, jeśli chodzi o to, jak powstaje.
DZIECI : Jakie wielkie pytania pozostają?
RW : To, czego wciąż nie rozumiemy, to dlaczego niektórzy ludzie chorują na raka, a inni nie. Rozumiemy, że ludzie chorują na raka płuc, ponieważ palą. Ale tak naprawdę nie rozumiemy, dlaczego chorują na raka piersi lub prostaty – jeszcze. Ale sądzę, że w ciągu następnej dekady stanie się to coraz jaśniejsze. Mimo to wiemy całkiem sporo o tym, dlaczego komórki raka piersi zachowują się niewłaściwie, a jednocześnie jesteśmy w stanie wskazać czynniki sprawcze związane ze stylem życia i historią rodziny, które dyktują ich podatność na rozwój choroby.
DZIECI : Kiedy będzie lekarstwo na raka?
RW : Jeśli spojrzysz na wskaźniki śmiertelności z powodu raka w tym kraju, spadły one w przypadku większości, ale nie wszystkich rodzajów raka. Nie będzie jednego, dramatycznego lekarstwa. Zamiast tego na przestrzeni lat zostanie opracowany szereg metod leczenia, które stopniowo obniżą śmiertelność. Będzie to przyrostowe zyski. Mogą być wygrane pewne dramatyczne bitwy – niektóre rodzaje raka zmienią się z choroby zagrażającej życiu w chorobę przewlekłą.
Na dłuższą metę największe zmniejszenie śmiertelności z powodu raka będzie pochodziło z profilaktyki, a nie leczenia. Więc prawdopodobnie można zmniejszyć o połowę, a może nawet o dwie trzecie, ryzyko zachorowania na raka, nie paląc, nie mieszkając z palaczami, pozostając szczupłym, stosując dietę bogatą w warzywa i ubogą w czerwone mięso, poprzez spożywanie ćwiczyć, a być może w przyszłości przyjmować różne rodzaje witamin. Nadal jest trochę pobieżnie, które z nich. Ryzyko zgonu z powodu raka, które obecnie wynosi około jednego na pięć, może spaść do jednego na dziesięć lub do jednego na piętnaście. Możliwe.