Что такое онкогенез?

Онкогенез — это сложный многоступенчатый процесс, посредством которого нормальные клетки превращаются в раковые, что приводит к росту рака в организме. Он включает генетические изменения в группе клеток, которые заставляют их расти и вести себя ненормально.

Слово образовано от «onco» (латинское слово «опухоль») и «genesis», что означает «начало». «Туморигенез» — еще один термин, используемый для этого процесса. Другое слово, «канцерогенез», означает примерно то же самое, хотя иногда его используют для обозначения самой ранней части процесса, когда впервые начинается образование опухоли.

Что такое рак?

Чтобы понять онкогенез, полезно понять, что такое рак на самом деле. Рак — это название группы заболеваний, которые имеют некоторые сходства, но имеют и некоторые явные различия, как с точки зрения конкретных произошедших изменений, так и возможных вариантов лечения. Например, рак груди отличается от рака, возникшего в другой части тела, например, рака толстой кишки.

Однако даже в случае рака, который возникает в пределах одного органа, существует множество различных подтипов рака, которые могут по-разному реагировать на лечение.  Существует множество различных типов рака молочной железы , и, вероятно, будет обнаружено больше подтипов по мере того, как ученые узнают о конкретных различиях, которые могут возникать.

Что такое клетки?

Клетки — это небольшие индивидуальные рабочие единицы, из которых состоят ткани и органы вашего тела. Каждая клетка содержит собственную копию ДНК , генетического материала, который вы унаследовали от своих родителей. Разные клетки имеют разные цели и выполняют разные задачи в зависимости от того, где в организме они находятся. Внутри каждой клетки находится механизм, необходимый для копирования ее генетического материала и деления с целью создания новой «дочерней» клетки. Но это должно происходить только при определенных, контролируемых обстоятельствах.

Например, нормально, что определенные типы костных клеток растут и делятся у детей по мере того, как они становятся выше. Клетки вашей кожи обычно также реплицируются, чтобы заменить старые, мертвые клетки кожи, которые постоянно отшелушиваются. Определенные иммунные клетки должны реплицироваться как часть вашего иммунного ответа на инфекцию. Но другие клетки вашего тела не должны реплицироваться и делиться в нормальных условиях. Например, мышечные клетки обычно не реплицируются у взрослых.

Затем дочерние клетки аномальных клеток разделяют эту же тенденцию к делению — это создает еще больше клеток. В некоторых случаях раковые клетки могут проникать в другие области и мешать функциям нормальных клеток. Это может привести к симптомам конкретного рака, и это может привести к смерти, если не лечить.

Очень сложная система сигнализации внутри и снаружи клеток запускает процесс репликации (называемый митозом). Существует множество проверок и противовесов, чтобы гарантировать, что клетки не делятся и не реплицируются, когда и где им не следует. Существует много различных важных белков, которые помогают регулировать деление клеток — они кодируются определенными генами в вашей ДНК. Другие важные белки помогают вашей клетке распознавать, когда она работает ненормально. 

Генетические мутации

При определенных обстоятельствах что-то может повредить ДНК, кодирующую один из этих важных белков. Иногда клетке удается успешно восстановить ДНК без проблем. Однако в других случаях ДНК может быть восстановлена ​​неправильно, что приводит к тому, что известно как генетическая мутация. Затем эта мутация передается каждой новой дочерней клетке. Белок, полученный из мутировавшей ДНК, может работать не так, как обычно.

Хотя поначалу это может не быть большой проблемой, клетка может испытывать больше повреждений других важных частей ДНК — другие генетические повреждения или «удары». Рак возникает, когда группа клеток теряет критическую массу этих механизмов обратной связи, и они реплицируют себя без надлежащего клеточного контроля. Это происходит в процессе онкогенеза, который может происходить в течение многих лет, прежде чем будет обнаружен полностью развитый рак.  генетические удары могут сделать рак еще более опасным, позволяя ему лучше проникать в ткани или достигать кровоснабжения. Другие генетические «удары» могут помешать клеткам пройти через нормальные процессы клеточной смерти (называемые «апоптозом»).

Некоторые из «попаданий», которые происходят, происходят не из-за изменений в самой ДНК, а из-за изменений в молекулах, прикрепленных к ДНК или к ее упаковочному материалу. Это называется «эпигенетическими» изменениями. Например, добавление молекулы в определенном месте может увеличить частоту превращения определенного гена в белок. Или это может сделать наоборот. В зависимости от вовлеченного гена, это может способствовать процессу онкогенеза. 

В ходе этого сложного процесса раковая ткань склонна проникать в близлежащие ткани, что может нарушить ее функцию. Она также может метастазировать. Это означает, что раковые клетки могут распространяться через кровеносную или лимфатическую систему и начинать расти в других частях тела, например, в легких или печени. 

В чем разница между настоящим раком и доброкачественной опухолью?

Одной из важных характеристик настоящего рака является его способность проникать в близлежащие ткани или потенциально метастазировать по всему организму.

Доброкачественные опухоли имеют некоторые общие характеристики с раком. Они могли получить некоторые генетические «удары», которые заставляют их вести себя немного иначе, чем нормальная ткань. Они также могут делиться некоторыми неконтролируемыми способами. Однако у них не так много серьезных генетических и эпигенетических ударов, как у рака.  определению, доброкачественная опухоль не склонна к массовому распространению в организме. В редких случаях доброкачественная опухоль становится злокачественной, настоящим раком, но обычно этого не происходит. Однако некоторые доброкачественные опухоли все еще иногда вызывают проблемы. Это может произойти, например, если кто-то надавил на близлежащий важный кровеносный сосуд. 

Что вызывает рак?

Рак — это сложная группа заболеваний со сложным набором причин. Все, что может повредить ДНК или вызвать определенные эпигенетические изменения, может увеличить риск заболевания раком.

Канцерогены

Такие вещества, которые могут повредить ДНК, называются канцерогенами . Повреждение ДНК определенных генов может привести к процессу онкогенеза. Например, чрезмерное воздействие ионизирующего излучения солнца может увеличить риск заболевания раком кожи. Воздействие веществ, повреждающих ДНК, в сигаретах может увеличить риск рака легких и других видов рака. Некоторые вещества не вызывают прямого повреждения ДНК, но вместо этого изменяют эпигенетическое кодирование таким образом, что рак становится более вероятным.

В большинстве случаев считается, что для возникновения рака необходимо сочетание множества факторов.  словами, для развития заболевания человек должен пережить более одного генетического или эпигенетического изменения. К тому времени, как клетка становится раковой, она приобретает ряд генетических мутаций, которые она продолжает передавать своим дочерним клеткам по мере деления.

Нарушения клеточных функций

Факторы, которые подвергают клетки стрессу и нарушают нормальную клеточную функцию, также могут увеличить риск развития рака. Например, у людей с гастроэзофагеальной рефлюксной болезнью определенные клетки пищевода подвергаются воздействию кислоты из желудка. Это может привести к дисплазии , предраковому состоянию, при котором клетки ведут себя не совсем нормально, но еще не действуют как полностью развитые раковые клетки. Иногда, но не всегда, эти клетки развивают рак.  Появляется все больше доказательств того, что этот и другие виды хронического воспаления также могут увеличить риск развития рака.

Вирусные инфекции

Инфицирование определенными типами вирусов также может увеличить риск заболевания раком, хотя не у всех носителей вируса он разовьется.  Эти вирусы могут вставлять генетический материал в нормальные клетки, что может способствовать развитию рака. В других случаях они могут нарушать работу иммунной системы, тем самым увеличивая риск заболевания раком.

История семьи

Семейный анамнез также является важным фактором. Люди, унаследовавшие определенные гены от своих родителей, более восприимчивы к раку. Это связано с тем, что определенные варианты определенных генов могут быть более восприимчивы к образованию рака. Например, ген вырабатывает белок, который важен для нормального восстановления ДНК.  Люди, родившиеся с определенными вариациями этого гена, могут быть более склонны к развитию определенных типов рака по сравнению с людьми, у которых нет мутировавшей версии.

Возраст

Возраст также является основным фактором риска. За исключением некоторых видов рака, которые почти всегда возникают у детей, риск большинства видов рака увеличивается с возрастом. Это потому, что люди обычно накапливают мутации в своих генах с течением времени. С возрастом  риск того, что одна из ваших клеток получит достаточно неправильного «удара», чтобы заболеть раком. 

Важно отметить, что некоторые люди заболевают раком, даже если у них нет семейного анамнеза онкологических заболеваний и даже если они не подвергаются воздействию каких-либо известных основных канцерогенов.

Методы профилактики

В целом, риск заболевания раком можно снизить, уменьшив подверженность этим возможным генетическим и эпигенетическим «ударам».

Определенные процедуры скрининга также могут гарантировать раннее выявление предраковых участков тела, когда их можно легко удалить.

Лечение рака и онкогенез

Онкогенез уже произошел у людей с диагнозом рак, и этот процесс необратим. Многие виды лечения рака направлены на удаление раковых клеток из организма. Например, хирург может удалить все раковые клетки из организма, излечив человека от этой болезни. Другие методы лечения, такие как химиотерапия, могут быть направлены на уничтожение раковых клеток. Такие методы лечения не останавливают онкогенез, а полностью удаляют раковые клетки из организма.

Однако другие виды лечения рака не позволяют раковым клеткам быть такими же опасными для организма. Например, некоторые виды лечения останавливают способность рака образовывать новые кровеносные сосуды ( ангиогенез ). Другие виды лечения могут замедлить рост рака другими способами. Замедляя рост рака, они могут помочь раку не получить дальнейших генетических ударов, которые могут затруднить его лечение. В этом смысле эти виды лечения могут замедлить или даже остановить процесс онкогенеза. Однако большинству людей также понадобятся другие виды лечения, которые напрямую удаляют рак из организма.