Механизмы клонирования опухолевых клеток

Для осуществления непрерывного роста и поддержания гомеостаза многих тканей, содержащих короткоживущие клетки (например, клетки крови, эпителия ЖКТ и кожи) необходимо наличие резидентной популяции тканевых стволовых клеток, которые являются долгоживущими и способными к самообновлению.

В тканях эти стволовые клетки выявляются редко, их обнаруживают в нишах, образованных так называемыми поддерживающими клетками, которые продуцируют паракринные факторы, обеспечивающие жизнедеятельность стволовых клеток.

Тканевые стволовые клетки делятся асимметрично, в результате образуются два типа дочерних клеток: с ограниченным пролиферативным потенциалом (они достигают окончательной дифференцировки и погибают) и сохраняющие свойства стволовых клеток.

Злокачественные опухоли бессмертны. Их клетки не имеют лимита пролиферации. Следовательно, злокачественные новообразования, как и нормальные ткани, должны содержать клетки со свойствами «стволовости».

Концепция злокачественных опухолевых стволовых клеток имеет большое значение в связи с несколькими аспектами. Наиболее значимый заключается в следующем: если злокачественные опухолевые стволовые клетки нужны для персистирования опухоли, то для излечения больного, пораженного опухолью, их необходимо уничтожить.

Выдвигается гипотеза, что злокачественные опухолевые стволовые клетки, как и нормальные стволовые клетки, обладают высокой внутренней устойчивостью по отношению к обычной терапии, поскольку имеют низкий уровень пролиферативной активности, а также экспрессируют гены, например ген поливалентной лекарственной устойчивости 1 (MDR1), который противодействует лекарственным химиопрепаратам.

Ограниченный успех современных методов терапии отчасти может быть объяснен неспособностью уничтожить опухолевые стволовые клетки, которые и являются источником развития злокачественной опухоли. Злокачественные опухолевые стволовые клетки могут происходить из тканевых стволовых клеток или из более дифференцированных клеток, которые в процессе злокачественной трансформации приобрели способность самообновления. Исследования больных лейкемией подтвердили оба варианта происхождения этих клеток.

Схема роста опухоли
Схема роста опухоли.
По мере роста популяции опухолевых клеток все большее их количество покидает делящийся пул,
переходит в непролиферативную фазу клеточного цикла (G0) и дифференцируется, другие погибают.

Например, хроническая миелоидная лейкемия развивается из трансформированных нормальных кроветворных стволовых клеток, в то время как определенные формы острой миелоидной лейкемии происходят из более дифференцированной миелоидной клетки-предшественника, преобретшей способность к самообновлению. Определение «лейкемиче-ские стволовые клетки» побудило исследователей к поискам злокачественных опухолевых стволовых клеток в солидных опухолях.

В большинстве таких исследований акцент был сделан на идентификации опухоль-инициирующих клеток — клеток, поддерживающих рост опухоли и обеспечивающих ее идентичность при трансплантации иммунодефицитным мышам. Опухоль-инициирующие клетки найдены в нескольких опухолях человека, включая карциному молочной железы, мультиформную глиобластому, рак толстой кишки и острую миелоидную лейкемию, в которых они составляют от 0,1 до 2% опухолевых клеток. В некоторых злокачественных новообразованиях опухоль-инициирующие клетки встречаются часто и составляют до 25% опухолевых клеток.

Таким образом, одни опухоли могут иметь небольшое количество опухоль-инициирующих клеток, которые подвергаются дифференцировке и образуют опухоль, в то время как другие опухоли могут в основном состоять из опухоль-инициирующих клеток.

В будущем важно идентифицировать онкогенный клон опухолевых клеток в каждой опухоли, чтобы направить терапию против опухолевых стволовых клеток. Остается неясным, являются ли гены и сигнальные пути, поддерживающие жизнедеятельность злокачественных опухолевых стволовых клеток, теми же, что регулируют гомеостаз нормальных тканевых стволовых клеток.

Например, BMI1, компонент комплекса, ремоделирующего хроматин, инициирует «стволовость» как в нормальных кроветворных клетках, так и в лейкемических стволовых клетках, а сигнальный путь WNT, являющийся ключевым регуляторным путем нормальных стволовых клеток кишечных крипт, также вовлечен в поддержание опухолевых стволовых клеток кишечной аденокарциномы. Важнейшие вопросы, оставшиеся без ответов, концентрируются вокруг следующих проблем. Являются ли опухоль-инициирующие клетки точными копиями злокачественных опухолевых стволовых клеток? Остается ли у злокачественных опухолевых стволовых клеток зависимость от ниши, которая поддерживает нормальные стволовые клетки?

Возможно ли селективно и прицельно воздействовать на факторы «стволовости» злокачественных опухолевых стволовых клеток?

- Рекомендуем ознакомиться со следующей статьей "Механизмы местной инвазии опухоли"

Оглавление темы "Патофизиология болезней":
  1. Морфология амилоидоза и ее гистология
  2. Клиника амилоидоза и его проявления
  3. Что такое неоплазия и каковы ее причины?
  4. Что такое доброкачественная опухоль?
  5. Что такое злокачественная опухоль?
  6. Что такое степень дифференцировки опухоли и анаплазия?
  7. Что такое метаплазия и дисплазия?
  8. Какова скорость роста рака (опухоли)?
  9. Механизмы клонирования опухолевых клеток
  10. Механизмы местной инвазии опухоли

Рекомендуемое нашими посетителями:

Ждем ваших вопросов и рекомендаций: