Мутации в раковых клетках подчиняются эволюционным законам

Эволюционный подход разрешает выяснить, какие конкретно мутации сейчас необходимы раковой опухоли чтобы выжить, а какие конкретно, напротив, способны убить её в независимости от условий внешней среды.

Всем как мы знаем, что рак появляется из-за мутаций, вызывающих бесконтрольное деление клеток. Мутации смогут быть самыми различными, и продолжительное время считалось, что они случайным образом накапливаются в клеточной ДНК, одаряя раковые клетки различными особенностями, к примеру, устойчивостью к лекарствам. Но опухоль живёт не сама по себе, она находится в организме, окружена множеством тканей и клеток.

Возможно заявить, что у неё имеется определённое окружение, с которым она дробит ресурсы среды, жизненное пространство и питательные вещества. Взаимоотношения между раковыми их соседями и клетками напоминают те, каковые возможно найти между живыми организмами в экосистемах. В этот самый момент появляется вопрос: запрещено ли вследствие этого применить к развивающейся опухоли те же эволюционные законы, каковые мы в большинстве случаев обнаруживаем в популяциях животных, растений, бактерий и т. д.?

Делящиеся клетки рака молочной железы. (Фото Dr.Stanley Flegler / Visuals Unlimited / Corbis.) Клетки рака предстательной железы. (Фото Dr. Gopal Murti / Visuals Unlimited / Corbis.) Клетки рака мозга. (Фото Dennis Kunkel Microscopy, Inc. / Visuals Unlimited / Corbis.)‹ ›

К примеру, имеется животные, каковые делают ставку на громадную длительность судьбы, но оставляют мало потомствакак, к примеру, слоны. У других, напротив, популяция выживает благодаря большому потомству, но отдельная особь живёт недолгок примеру, как у кроликов. Совместить же долгожительство и высокую плодовитость по различным обстоятельствам нереально.

Совершенно верно так же смогут вести себя и злокачественные клетки: они смогут все собственные силы кинуть на то, дабы защититься от атак извне, со стороны защитных совокупностей организма, либо же согласиться с высокой смертностью, но противопоставить ей огромную скорость размножения. Но тогда и мутации, каковые, как считалось, накапливаются случайно, будут подвергаться отборув клетках будут оставаться лишь те модификации генома, каковые годятся для одного или для другого эволюционного пути. И, что самое основное, оптимальная эволюционная стратегия тут может изменяться в зависимости от внешних и внутренних факторов.

Дабы проверить это предположение, Роберт Гатнби (Robert A. Gatenby) и его коллеги из Онкоцентра имени Х. Ли Моффита (США) создали компьютерную модель, в которой возможно было отслеживать судьбу мутаций в раковых клетках. Вправду, оказалось, что частота разных недостатков в ДНК не случайна, а зависит от того, что тот либо другой недостаток даёт клетке, повышает ли он её шансы выжить самой либо дать потомство.

В большинстве случаев раковые мутации дробят на две группы: мутации-драйверы (либо, в случае если угодно, ведущие мутации), каковые оказывают помощь опухоли расти, и мутации-пассажиры, каковые никакого результата на рост не оказывают и просто так переходят много поколений. Но эффект от тех и других зависит от опухоли и конкретного окружения клетки в целом, от условий окружающей среды: от кровоснабжения, от борьбы с другими клетками и т. д. Помимо этого, собственное влияние смогут оказывать и прошлые мутации. И на компьютерной модели особенно прекрасно видно, как мутация-драйвер может становиться пассажиром, и напротив.

Прекрасно ясно, какие конкретно из этого следуют практические выводы. Потому, что мутации-драйверы оказывают помощь опухоли расти, то и новые методы лечения разрабатываются против генов и таких мутаций, в каковые они попадают. Новое лекарство возможно весьма действенным против них, стереть с лица земли множество раковых клеток и очень сильно снизить размер опухоли.

Но в следствии эволюционное преимущество приобретают те злокачественные клетки, у которых не было этого конкретного драйвера и каковые, следовательно, были устойчивы к терапиипри таких условиях мутацией-драйвером может стать бывший пассажир.

Кстати говоря, два года назад Роберт Гатнби вместе с сотрудниками уже обсуждали проблему лекарственной устойчивости опухолей в свете эволюционного подхода. В статье в Nature Reviews Cancer авторы работы уподобляли химиотерапию селекции: подобно тому, как человек старается отобрать самые холодоустойчивые сорта пшеницы, при с раком он отбирает те клетки, каковые устойчивы к лекарству.

Другими словами устойчивость к терапии у раковых клеток неизбежно будет появляться, по крайней мере, , пока мы при разработке новых лекарств будем исходить из текущего состояния опухоли, вместо того, дабы постараться сыграть на опережение. Опухоль, как и любая популяция, приспосабливается к текущим условиям, но она не в силах угадать, как как раз они будут изменяться. Грубо говоря, от докторов требуется поразить опухоль так, дабы она не смогла прийти в себя,приблизительно так, как в своё время удивились динозавры перед тем, как вымереть.

В новой работе, размещённой в Nature Communications, Гатнби вместе с сотрудниками обобщают собственные предположения на базе новых результатов. Созданная эволюционно-компьютерная модель разрешила заметить не только динамику различных типов мутаций в раковых клетках, она кроме этого разрешила вычислить гены, каковые у них ни при каких обстоятельствах не мутируют. Трансформации в таких генах идут опухоли во вред, ослабляя свойство раковых клеток к делению либо легко убивая их.

Подобные мутации вычищаются естественным отбором из злокачественно-клеточной популяции.

Противораковые гены нашли посредством компьютерного моделированияа имеется ли они в конечном итоге? Выясняется, имеется: поиск по медицинским базам данных, в которых собрана информация о разных видах рака, распознал около 1 100 людских генов, в которых у раковых клетках ни при каких обстоятельствах не бывает мутаций. Быть может, такие гены имели возможность бы стать точкой опоры при разработке терапии нового поколения: целенаправленно внося трансформации в их ДНК, возможно было бы совладать с любыми видами злокачественных опухолей.

Напоследок стоит заявить, что эксперты из Онкоцентра имени Х. Ли Моффитане единственные, кто разрабатывает эволюционный подход относительно рака. К примеру, пара лет назад исследователи из Австралийского национального университета и Аризонского национального университета в Темпе обрисовали в Physical Biology необычную эволюционную модель устройства рака, в которой опухоль рассматривалась как единый многоклеточный организм, существующий в нас в роли атавизма, тяжёлого наследия эволюционного прошлого.

Так возможно было растолковать кое-какие особенности её жизнедеятельности, к примеру, формирование в толще злокачественного образования сети кровеносных сосудов для лучшего снабжения питательными веществами. Действительно, следствия из данной модели в целом были более оптимистичными: из неё, например, следовало, что свойство опухолей противостоять медикаментозному лечению непременно обязана сойти на нет.

Создатель: Кирилл Стасевич

Источник: nkj.ru

Трава которая дарит жизнь и убивает 98 процентов раковых клеток 3 секретных рецепта лечения рака

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Рак лёгких может «спать» больше 20 лет

  Злокачественные мутации, вызванные курением, смогут годами ожидать собственного часа, дабы запустить развитие опухоли – кроме того в случае если человек…

• Шизофрении добавили генов

  Обстоятельством шизофрении смогут стать мутации в более чем ста участках отечественной ДНК. От шизофрении страдает приблизительно каждый сотый человек на…

• Мусорная днк влияет на развитие скелета

  Число рёбер при формировании скелета зависит от «тщетных» участков генома. В то время, когда биологи лишь начинали расшифровывать последовательность ДНК,…