Биология рака: могут ли опухоли образовываться из клеток, генетически идентичных нераковым клеткам?

Может ли опухоль начать формироваться без каких-либо генетических мутаций? Меня особенно интересует опухоль, которая впоследствии может привести к раку.

Очень хороший вопрос! Я не знаю ни одного типа рака, при котором геном был бы полностью неповрежденным. Существуют типы рака, вызываемые вирусами, такими как вирус папилломы человека, но и здесь вирусные последовательности встраиваются в геном клетки-хозяина.
Кто-то инициировал закрытое голосование по этому вопросу. Это не широкий вопрос. Это очень специфический вопрос, который просто зависит от того, придет ли нужный эксперт и скажет: «Нет. Похоже, это предпосылка для роста рака. См. обзор X.», «Семантически это то, как мы определяем рак согласно цитате А». , или «Да, есть редкий случай рака, который работает таким образом. См. ссылку на Википедию». Где там широта?

Ответы (4)

Это очень интересный вопрос, который долгое время был в центре исследований рака. Я думаю, что он разделяется на три вопроса.

Существуют ли негенетические механизмы, которые могут вызывать неконтролируемую пролиферацию клеток?

Да, по крайней мере, в экспериментальных условиях. Существует множество вирусов, вызывающих пролиферацию в клетке-хозяине, и были идентифицированы вирусные гены/белки, которые могут вывести из строя механизм регуляции клеточного цикла клетки-хозяина. Хорошо изученным примером является ген SV40 Large-T (из Simian Virus 40 ); этот ген может экспрессироваться в клетках, вызывая временную и обратимую пролиферацию клеток, и он делает это, взаимодействуя с белками-хозяевами, не вызывая генетических изменений. См., например, эту статью .

Могут ли такие генетически нормальные клетки прогрессировать, образуя опухоли?

Это зависит от того, что вы подразумеваете под словом «опухоль». Насколько мне известно, опухоли, достаточно большие, чтобы представлять серьезную медицинскую проблему, всегда так или иначе генетически изменены. Существует множество вирусов, вызывающих опухоли у человека, например вирус Эпштейна-Барра и папилломы (ВПЧ) , но во всех случаях вирусные последовательности обнаруживаются интегрированными в геном хозяина. Это может быть связано с тем, что для развития больших опухолей требуется множество клеточных делений, и любые негенетические изменения, которые стимулируют пролиферацию, скорее всего, будут утеряны по пути.

С другой стороны, вирус ВПЧ часто вызывает бородавки, которые технически представляют собой небольшие доброкачественные опухоли. Насколько мне известно, для этого не требуется никакой генетической модификации клетки-хозяина; скорее, вирус реплицируется из своей собственной отдельной ДНК, одновременно стимулируя пролиферацию клеток кератиноцитов , вызывая этот рост. Итак, этот пример показывает, что маленькие «опухоли» могут образовываться без какой-либо генетической причины. Возможно, есть предел тому, насколько большие опухоли могут расти без генетических изменений.

Могут ли генетически нормальные клетки образовывать рак, то есть злокачественные (инвазивные) опухоли?

Нет, насколько мне известно, такого никогда не наблюдалось. Крупные злокачественные опухоли без генетических изменений маловероятны по вышеуказанным причинам. Бывают случаи метастатического рака, когда первичная опухоль настолько мала, что ее невозможно определить, но в этих случаях метастатические клетки снова генетически изменены. Экспериментально можно вызвать инвазивное поведение в клеточных линиях, экспрессируя такие онкогены, как ras , но эти гены изначально мутируют. Кроме того, у нормальных клеток есть механизмы, которые обнаруживают такие изменения, вызывающие старение , и они должны быть сначала инактивированы мутациями. Трансформация в инвазивный фенотип обычно не вызывается вирусами, вероятно, потому, что она не дает преимущества вирусу (в отличие от клеточной пролиферации).

Для получения дополнительной информации, учебник Роберта Вайнберга по раку хорошо описывает эти вопросы. В этой статье также представлена ​​историческая перспектива вирусологии опухолей с некоторыми интересными указаниями.

  • Учитывая уровень заболеваемости раком, вполне вероятно, что обычно должно произойти несколько независимых событий, чтобы рак сформировался (см. известную интерпретацию основных данных/мыслей Hanahan et Weinberg 2000 ) .
  • Эпигенетические изменения, по-видимому, являются вероятным фактором, способствующим возникновению рака ( резюме эксперимента, где они также являются причинно-следственными/индуцирующими ) .
  • Люди не без оснований подозревали, что внутренняя изменчивость (био)химических реакций, в которых часто участвует лишь небольшое число копий вовлеченных молекул, может способствовать развитию рака (например: Ansel et al. 2008 ) . (Примечание: непосредственно проверить эту гипотезу о раке с помощью экспериментов было бы довольно сложно /, возможно, невозможно)
  • Ничто из вышеперечисленного не следует рассматривать как противоречащее релевантности генетических мутаций.

Я бы выбрал НЕТ по простой причине: чтобы клетка стала злокачественной (раковой), она должна преодолеть несколько барьеров. Один из них — активировать теломеразу, фермент, который восстанавливает теломеры и делает возможным бесконечное деление клеток.

Другой важной частью является возможность игнорировать апоптоз . Это запрограммированная гибель клеток. Специфические клеточные сигналы приводят к систематическим химическим изменениям и гибели клеток. Поэтому для раковых клеток важно уметь игнорировать этот сигнал.

Это только две основные вещи, которых больше, чтобы клетка стала раковой.

Изменения в этом обязательно приведут к изменению ДНК. Однако прямых доказательств у меня нет, и я не работаю в этой сфере.

Из любопытства к приведенному выше ответу: я согласен с тем, что в случае рака происходят изменения в ДНК, а генетические мутации обнаруживаются при всех типах рака. Я также согласен с тем, что для того, чтобы стать раковой, клетка должна преодолеть несколько барьеров, и в какой-то момент одним из барьеров являются мутации в ДНК. Но как это доказывает, что клетка не может начать размножаться с большей скоростью, например, из-за только метаболических изменений? Как это необходимо, чтобы произошла генетическая мутация, чтобы, возможно, клетка начала размножаться больше, что в дальнейшем может привести к возникновению опухоли и дальнейшего рака.
Потому что есть несколько механизмов безопасности, вроде тех, что я упомянул. Даже если клетка действительно размножалась намного быстрее, она рано или поздно погибнет из-за всех ошибок после истощения теломер. И точно так же, даже если бы клетки вдруг начали размножаться, сигнал к апоптозу мог бы легко остановить эту попытку революции.
или некоторые метаболические изменения приводят к началу пролиферации и активации онкогенов... что приводит к накоплению большего количества генетических мутаций и способности бороться со всеми барьерами, которые могут остановить рост опухоли. Я до сих пор не согласен с тем, почему генетическая мутация должна быть началом для клетки, которая почувствует чрезмерное размножение или начнет становиться раковой. Вероятно, это сумма всего... (начало может быть любым... генетическим, метаболическим или эпигенетическим). В конечном итоге в раковых клетках нарушаются изменения на всех уровнях регуляции.
@Crazy, в принципе, вы правы --- в отдельной клетке неконтролируемая пролиферация клеток может быть вызвана негенетическими механизмами (особенно вирусами). Я думаю, что основная причина, по которой (крупные) опухоли всегда демонстрируют генетические изменения, заключается в том, что изменения, которые вызывают пролиферацию, должны оставаться неизменными на протяжении многих поколений клеток.

Эндометриоз подходит под это определение. Во многих отношениях эндометриоз похож на метастатический рак. Эндометриоз — это перемещение фрагментов слизистой оболочки эндометрия из матки (предположительно через фаллопиевы трубы) в другие участки тела. Там эти фрагменты имплантируются и вызывают питание сосудов. Фрагменты эндометриоза обычно вызывают проблемы в брюшной полости и тазу, но они могут попасть куда угодно, включая кожу, легкие и головной мозг. Метастаз не является неподходящим названием для этого.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3942279/ https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21195968

Эти фрагменты растут и склеивают вещи (например, кишечник), вызывая такие же проблемы, которые может вызвать рак в этих местах. Они кровоточат при менструальном цикле. Эндометриоз в легких может вызвать кровохарканье. Массы ткани эндометрия, а также кровь и жидкость, которые они накапливают, могут стать эндометриомами: доброкачественными опухолями, представляющими собой скопления тканей и крови, которые при визуализации могут быть ошибочно приняты за раковые опухоли.

Ткани эндометрия, вызывающие это, не являются мутантными. Они просто не в том месте. Однако эндометриоз может привести к истинному раку. Известно, что светлоклеточная карцинома образуется в отложениях эндометриоза.

Это увлекательный ответ! Однако, читая один из обзоров, на которые вы ссылаетесь, они говорят, что «есть доказательства того, что эндометриоз имеет генетические изменения, подобные некоторым типам рака» со ссылкой на эту статью: ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11093061 — хотя я не уверен в недавнем консенсусе в этой области.
PS Я не рекомендую отрицать этот ответ, потому что он будет очень актуален для тех, кто интересуется этим вопросом, но оговорка о том, что мы не уверены в генетических изменениях, очень важна.
Биология рака: могут ли опухоли образовываться из клеток, генетически идентичных нераковым клеткам?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v