Биология РМЖ: как возникает рак и почему он метастазирует

Введение

Злокачественная опухоль – заболевание¹, при котором клетки того или иного органа бесконтрольно растут, размножаются и распространяются по организму. Опухолевые клетки демонстрируют некоторую “маргинальность”: они функционируют не во благо организма, а исключительно в целях своего выживания и “захвата” все новых и новых “территорий”.
При раке молочной железы эти свойства опухолевых клеток проявляются² особенно ярко, рассмотрим их подробно. 

Как функционирует организм и как в нем возникает рак 

Организм человека – сложная система, существующая благодаря слаженной работе множества разных клеток. Клетки составляют его основу, словно кирпичи дома, и каждая из клеток выполняет свою уникальную функцию, свою определенную роль, необходимую для поддержания жизни организма. Каждая клетка находится под “внешним влиянием” – воздействием сигнальных молекул, которые “говорят” клетке, когда ей нужно размножаться, когда экспортировать из себя определенные молекулы и когда пришла пора самоуничтожаться, чтобы освободить территорию для новых, молодых клеток.

Однако, среди клеток иногда появляются “маргиналы”. Они не подчиняются никакому внешнему влиянию и ставят свои интересы выше интересов всего организма. Это проявляется в:

• их бесконтрольном росте и размножении;
• неисправности системы самоуничтожения;
• стремлении выйти за пределы своего первоначального места пребывания и занять новые территории (так можно описать процесс инвазии и метастазирования);
• “неподчинении” требованиям иммунной системы – “полиции” организма, строго следящей, чтобы в нашем теле не находилось ничего маргинального и чужеродного.

Почему из нормальных клеток вдруг возникают опухолевые клетки? Что заставляет клетки встать на этот маргинальный и опасный для всего организма путь? 

Поведение клеток определено тем, как они считывают биологическую инструкцию внутри себя – дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК) и содержащиеся в ней законы – гены. Каждый ген определяет структуру и функцию конкретного белка. 

Причина появления рака в том, что отдельная клетка в какой-то момент начинает³ считывать инструкцию в ДНК весьма искаженным образом. Какие-то главы в инструкции она пропускает, а какие-то перечитывает и исполняет множество раз. 

Бывает, что и сама инструкция становится³ дефектной: какие-то строки в ней исчезают, а какие-то оказываются продублированы и не один раз – в этом случае мы говорим о мутациях в ДНК. 

Например, ген ERBB2 содержит² в себе информацию о молекуле HER2 – ее строении и ее функции. Молекула HER2 побуждает клетку к размножению. А вот ген p53, напротив, останавливает процесс размножения, если в клетке что-то идет не по плану. И молекула HER2, и молекула p53 должны появиться и сработать в клетке на ее определенном жизненном этапе. 

В нормальной клетке так и происходит. В опухолевой же клетке рецептор HER2 может присутствовать² постоянно – и тогда она постоянно размножается и размножается. А молекула р53 может отсутствовать⁴ – и тогда, даже если в ДНК, в этой биологической инструкции, накоплено множество дефектов, жизнь клетки все равно продолжается – и клетка продолжает размножаться, передавая дефекты в ДНК своим дочерним клеткам.

Почему возникает рак?

Дефекты в ДНК клеток чаще всего возникают⁵ спонтанно сами по себе – это некоторая плата за ту сложность, которую приобрел наш организм в ходе эволюции. Процесс появления дефектов в ДНК иногда “ускоряется” воздействием канцерогенов. Ими могут выступать:

• химические канцерогены (например, входящие в состав сигаретного дыма или алкоголя);
• биологические канцерогены (некоторые вирусы – например, отдельные подтипы вируса папилломы человека;
• физические канцерогены (ионизирующая радиация).

В клетках есть⁶ несколько “ремонтных” систем, это системы репарации, которые занимаются устранением дефектом. Однако, с возрастом дефектов образуются все больше и активности “ремонтных” систем становится недостаточно, что приводит к накоплению в ДНК клеток мутаций. 

Мутации могут передаваться³ от родительской клетки к дочерним – так появляется все больше клеток с мутациями. Но драматизм ситуации в том, что и в дочерних клетках, в свою очередь, возникают³ мутации, которых раньше не было в родительских клетках – и тогда дочерние клетки становятся еще более маргинальными, чем клетки-родительницы.

Возникновение мутации еще не означает возникновение рака – только когда набор и количество мутаций становится^3,4 критическим (значительным), появляется злокачественная опухоль. На это требуется время, в одних случаях – месяцы, в других – годы и десятилетия.

Однако, существуют⁴ ситуации, при которых человек уже при рождении обладает⁷ той или иной мутацией, которая повышает риск появления рака, в том числе рака молочной железы. Речь о мутациях в таких генах, как:

• BRCA1, BRCA2 (“би-эр-си-эй”) 
• PALB2 (“палб-два”)
• CHEK2 (“чек -два”)
• RAD51 (“рад — пятьдесят один”)
• CDH1 (“эс-ди-эйч”)

Наличие врожденной, наследственной мутации приводит⁴ к повышенному риску рака:

• за счет уменьшения времени, необходимого для накопления критического количества мутаций в ДНК;
• за счет потери в клетках белков, которые могли бы сдержать появление злокачественной опухоли при появлении мутаций в ДНК.

Так, мутации из представленного выше списка, в особенности мутации генов BRCA, PALB2, CHEK2, приводят к дефекту⁸ одной из “ремонтных” систем в клетке – системы гомологичной рекомбинации. Это значит, что у человека с подобными мутациями проблемы с устранением дефектов в ДНК начинаются гораздо раньше, чем у людей без мутаций – отсюда более высокий риск появления⁸ рака молочной железы, яичников, поджелудочной железы, предстательной железы, и более молодой возраст его возникновения.

Однако, риск⁷ рака молочной железы при наследственной мутации не стопроцентный. Если мы говорим о вероятности его появления в течение 70-ти лет жизни, то для разных мутаций он оказывается⁷ неодинаковым:

• при мутациях генов BRCA рак молочной железы возникает у шести носительниц из десяти;
• при мутациях гена PALB2 — у четырех носительниц из десяти;
• при мутациях гена CHEK2 — у трех носительниц из десяти;
• при мутациях генов RAD51 — у одной-двух носительниц из десяти.

Почему рак метастазирует?

По мере роста злокачественной опухоли в ней продолжают накапливаться⁹ новые мутации. Некоторые из мутаций позволяют опухолевым клеткам покидать место своего “проживания” и распространяться⁹ по организму. Подобные путешествия могут привести к образованию метастазов. 

Процесс метастазирования при раке молочной железы может начинаться на самых ранних этапах появления этой опухоли в организме, в особенности² для HER2-положительного и трижды негативного рака молочной железы.

Строгой закономерности и связи между размером опухоли молочной железы и вероятностью появления отдаленных метастазов нет¹⁰. По этой причине лекарственная терапия стала¹¹ незаменимым и стандартным элементом лечения данного заболевания даже на ранних стадиях, когда метастазы, по данным обследований, отсутствуют и когда проведено хирургическое лечение по поводу рака молочной железы. 

Резюме

Дефекты в ДНК клеток организма, нарушение процессов считывания этой биологической инструкции клетками лежат в основе появления опухолевых клеток. Опухолевые клетки пренебрегают правилами жизни нормальных клеток – они бесконтрольно растут, размножаются и “расползаются” по организму, стремясь занять в нем как можно больше места.

В большинстве случаев “проблемы” с ДНК возникают спонтанно. Однако, у некоторых людей имеются врожденные мутации, повышающие риск появления рака молочной железы и уменьшающие сроки его возможного развития. Важно, что этот риск не является стопроцентным. 

В опухолевых клетках даже после образования злокачественной опухоли продолжают накапливаться все новые и новые мутации. Это становится причиной того, что рано или поздно, клетки опухоли метастазируют. Самыми опасными в этом отношении являются HER2-положительный и трижды негативный рак молочной железы.