Код жизни. Как защитить себя от развития злокачественных новообразований и сохранить тело здоровым до глубокой старости - Джейсон Фанг

Нормальные клетки смертны, а вот раковые – бессмертны: они, как и бактерии, не ограничены пределом Хейфлика и могут делиться сколько угодно. Раковые клетки вырабатывают специальный фермент – теломеразу, увеличивающую длину теломер на концах хромосом. Поскольку теломерная «крышечка» не изнашивается, клетки могут делиться так долго, как им хочется. Теломераза блокирует и естественное клеточное старение (одряхление), и запрограммированную клеточную смерть (апоптоз). В клеточной культуре раковые клетки можно выращивать как угодно долго.

Сейчас эта история уже хорошо известна, но все равно стоит напомнить, что онкология находится в огромном долгу перед женщиной по имени Генриэтта Лэкс. 4 октября 1951 года 31-летняя Лэкс умерла от рака шейки матки в госпитале Джонса Хопкинса. Раковые клетки, извлеченные из ее тела – стоит отметить, что без ее согласия, – произвели настоящую революцию в медицине. Ученым впервые удалось получить линию человеческих клеток, неограниченно размножающихся вне организма. Клетки HeLa, названные в честь Лэкс, использовались для изучения вакцин, генетики, новых лекарств и рака. За все время было выращено более 50 млн т клеток HeLa; эти клетки были использованы при написании 60 с лишним тысяч научных статей[31].

Здоровые клетки, достигнув предела Хейфлика, не могут делиться дальше. А вот раковые клетки размножаются точно так же, как компьютерные файлы. Вы можете передавать и копировать их сколько угодно со 100-процентной точностью. С точки зрения организма убивать дефектные или старые клетки полезно. Когда в вашей одежде со временем протираются дырки, вы выбрасываете ее и покупаете новую. Это ведь лучше, чем до сих пор носить старые, выцветшие, порванные джинсы клеш, купленные еще в в 1970-х годах? Когда клетки перестают приносить организму пользу, они отмирают и заменяются новыми. Раковые клетки умеют обходить процесс апоптоза, достигая репликационного бессмертия.

Особенность № 5. Вызывание ангиогенеза

Ангиогенез – это процесс роста новых кровеносных сосудов, которые поставляют кислород и питательные вещества и выводят из клеток отходы. Когда опухоль растет, новые клетки появляются вдали от кровеносных сосудов – примерно как новые дома в пригороде строятся далеко от главной дороги. Новым домам требуются новые дороги, а новым раковым клеткам – кровеносные сосуды.

Ангиогенез требует тщательной координации сигналов роста для клеток многих разных типов. Опухоль в груди, например, не может просто создавать новые клетки рака груди вдалеке от существующих кровеносных сосудов. Опухоль должна каким-то образом заставить существующие кровеносные сосуды отрастить новые ответвления – примерно как при присоединении новых домов к системе канализации. Для этого нужно вырастить новые клетки гладких мышц, соединительную ткань и эндотелий (внутреннюю поверхность сосудов); чтобы опухоль росла, ей необходимо выполнить эту невероятно сложную задачу.

Особенность № 6. Активирование инвазии и метастаза

Рак настолько смертоносен потому, что умеет вторгаться в другие ткани и давать метастазы – именно метастазами вызваны 90 % всех смертей от рака. После того как появляются метастазы, судьба исходной опухоли, например в груди, уже не имеет особого значения. Опухоли, которые не могут давать метастазы, называются доброкачественными, потому что их легко вылечить, и они почти никогда не приводят к смерти. Доброкачественные опухоли обладают всеми пятью перечисленными выше особенностями. Но без метастазов опухоль – это скорее просто неудобство, чем серьезная проблема для здоровья.

Метастаз – это, пожалуй, самая сложная задача, которую должна решить раковая опухоль: этот процесс состоит из нескольких непростых этапов. Сначала раковая клетка должна оторваться от окружающей ее структуры, в которой ее удерживают молекулы клеточной адгезии. Вот почему клетки молочной железы обычно не попадают, например, в кровь или легкие. Освобожденные раковые клетки должны пережить путешествие по кровеносным сосудам, а затем колонизировать место метастаза – совершенно чуждую среду, не похожую на ту, в которой они росли. На каждом этапе метастатического сигнального пути раковая клетка приобретает новые наборы невероятно сложных «навыков», что требует многочисленных генетических мутаций уже существующих путей. Представьте, что людей выпустили на Марс без скафандров и требуют от них основать успешную колонию.

Классическая версия гласит, что метастазы начинаются на позднем этапе естественной жизни рака, после долгого периода роста первичной опухоли. Мы долго считали, что раковая опухоль остается сравнительно локализованной и неизменной, пока не начинает выбрасывать раковые клетки в кровь. Однако новые данные показывают, что микрометастазы начинаются уже на раннем этапе развития; впрочем, эти сброшенные опухолью клетки обычно не выживают.

В 2011 году Ханахан и Вейнберг дополнили свою статью, добавив еще две новые отличительные особенности и две способствующие характеристики – свойства, которые позволяют раковым клеткам легче получать отличительные особенности. Первая способствующая характеристика – нестабильность и мутации генома. Раковые

Особенность № 7. Дерегулирование клеточной энергетики

Клеткам необходим надежный источник энергии для сотен задач, которые они выполняют каждый день. Клеточная энергия хранится в молекуле под названием аденозинтрифосфат (АТФ). Глюкозу можно переработать в энергию двумя способами: с помощью кислорода (аэробное дыхание) и без кислорода (анаэробная ферментация). Химический процесс под названием окислительное фосфорилирование – это самый эффективный метод извлечения энергии. Во время этого процесса глюкоза и кислород сжигаются вместе, образуя 36 молекул АТФ и отходы – углекислый газ, который выдыхается организмом. Окислительное фосфорилирование проходит в митохондриях, которые часто называют «энергостанциями клеток».

Когда кислород недоступен, клетки сжигают глюкозу с помощью другого химического процесса – гликолиза, который вырабатывает всего две молекулы АТФ, а также отходы – молочную кислоту. В некоторых обстоятельствах это вполне разумный компромисс: получить АТФ менее эффективным способом, но зато без кислорода. Например, высокоинтенсивные физические нагрузки вроде бега на