Каждый человек может заболеть раком?

В основе каждого человека лежат 23 хромосомы из отцовской половой клетки и 23 — из материнской. Это создает исходную версию генома, закодированного в макромолекуле дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), по инструкциям которого и возникает наш организм. В 60-е годы прошлого века научное сообщество было уверено, что молекулы ДНК являются крайне прочными и практически не меняются на протяжении всей жизни. Однако это являлось заблуждением и абсолютно не соответствовало действительному положению вещей.

Недавно учёные из Кембриджского университета (Великобритания) выяснили, что вероятность развития рака может быть предопределена двумя «часовыми механизмами», обнаруженными почти во всех клетках организма человека. При каждом делении клеток нашего организма ДНК копируется заново, и тогда вкрадываются ошибки, которые усугубляются в том числе и неблагоприятным воздействием природной среды( химическим и радиоктивным). Непрерывный процесс мутаций(ошибок),происходящих с разной скоростью, их накопление и постоянное присутсвие вызывают изменения в последовательности отдельных генов, что приводит к повреждению ДНК, итогом которого могут быть раковые заболевания.

Клетка рака лёгкого.(Фото Visuals Unlimited / Corbis.) В одном из последних писем на нашу почту:Рак левого легкого.Секундарные изменения в надпочечниках, в лимфатических узлах средостения и печени, поражение поясничного отдела позвоночника.После проведения лечения в онкологии (химия, лучи) улучшения нет. Потеря веса, отечность.

В своем исследовании ученые изучили ДНК-последовательности 10 тыс. раковых пациентов, страдающих от 36 различных видов заболевания. Особый алгоритм позволил выявить в «раковых» геномах определенные структуры мутаций, так называемые подписи. В итоге удалось обнаружить 33 мутационные подписи, но только две из них работали подобно часам. Их регулярное тик-так, тик-так и скорость нарастания напрямую зависила от возраста человека. Они продемонстрировали прямое соотношение между числом мутаций, обнаруженных в каждом типе раковых клеток, и возрастом пациента, в котором ему был поставлен соответствующий диагноз.

Тик-так, тик-так.

Первые «часы» ученые назвали митотическими — они отмечают мутации, возникающие вследствие деления клеток.«Скорость мутаций коррелирует со скоростью оборота клеток в тканях и в будущем мы сможем использовать это число, чтобы понять, сколько раз клетка делилась», — отметил Майкл Стрэттон, один из исследователей.

Делящиеся клетки рака молочной железы. (Фото Dr. Stanley Flegler / Visuals Unlimited / Corbis.)

О вторых «часах» науке почти ничего не известно. Вероятно, они как-то связаны с починкой ДНК, точнее, с ошибками в работе механизмов ремонта. Ученым уже доподлинно известно, что у клеток есть целый набор орудий, позволяющий исправлять эти ошибки еще до того, как они привели к опасным последствиям.Если бы у людей не имелось механизмов репарации (починки ДНК), то наш геном попросту бы «развалился» и человек превратился бы в химический хаос еще до рождения.

Механизм репарации ДНК. Изображение: Tom Ellenberger Laboratory, Washington University School of Medicine in St. Louis

Сбой даже в одном гене может привести к тому, что кодируемая им информация изменится, в результате чего колоссально возрастает риск появления рака. К примеру, наследственные дефекты приводят к появлению заболевания ксеродерма пигментная, из-за которого у человека отсутствуют ферменты, устраняющие повреждения, наносимые клеткам кожи ультрафиолетовым излучением. В результате риск возникновения рака кожи у страдающих от этого заболевания людей возрастает в разы. Проблемы с репарацией ДНК могут привести и к наследственному раку толстой кишки. Именно за открытие этих механизмов Томас Линдал, Пол Модрич и Азиз Санджар получили Нобелевскую премию по химии в 2015 году.

Клетки рака предстательной железы. (Фото Dr. Gopal Murti / Visuals Unlimited / Corbis.)

После оглашения имен победителей Томасу Линдалу задали вопрос, можно ли довести механизмы репарации (починки) ДНК до уровня, который позволит людям жить вечно. Нобелиат ответил отрицательно, добавив, что вообще не верит в бессмертие.

Я не верю в вечную жизнь, но могу сказать, что в результате повреждения ДНК возникает рак и другие серьезные заболевания. Поэтому мы пытаемся максимально эффективно бороться с этими повреждениями. А для этого первым делом необходимо понять механизмы их появления».

77-летний биохимик считает, что в будущем можно будет трансформировать рак и ряд других болезней в хронические, то есть такие, с которыми люди вполне могут жить, как это происходит с диабетом.По словам ученого, он исследует механизмы репарации ДНК, например, для того, чтобы воспрепятствовать восстановлению раковых клеток после химиотерапии.

Определяя скорость хода «часовых механизмов» в разных тканях, зная при этом возраст пациента, исследователи из Кембриджского университета выяснили, что быстрее всего накапливались мутации в клетках желудка и кишечника(около 23 мутаций на клетку в год), а медленне всего — в клетках молочных желез и яичников( 3-4 мутации в год).

Клетки нейробластомной опухоли мозга. (Фото Dennis Kunkel Microscopy, Inc. / V / Visuals Unlimited / Corbis.)

Поскольку ход этих часов не останавливается при превращении здоровой клетки в раковую, он может оказаться ценным индикатором скорости метастазирования или роста резистентности раковых клеток к лекарственным средствам. Ученые даже надеются предсказывать по часам начало превращения клеток в злокачественные.