В материале мы поговорим о том, что новое понимание рака меняет для всех нас

N+1Наука

Изменчивый враг

Сломанные хромосомы, клеточные бури и многоликие опухоли: что мы знаем о генетике рака сегодня

Эдуард Кацман

Еще не так давно ученые надеялись найти секрет победы над раком в изучении отдельных мутаций. Оказалось, однако, что изменения в геноме, превращающие обыкновенную клетку в раковую, многочисленны, сложны и разнообразны. Каждая опухоль — уникальная генетическая мозаика, а раковые клетки эволюционируют прямо в организме пациента. В этом материале мы поговорим о том, что новое понимание рака меняет для всех нас.

В проекте «Биодизайн» вместе с Сеченовским Университетом мы рассказываем, как медицина становится все более персонализированной, зачем нам нужны биобанки и есть ли они в России, а также сможем ли мы отказаться от исследований на мышах, собаках и обезьянах.

Часть 1. Рак — это мутации

О том, что причина рака — сбой механизмов передачи наследственной информации, ученые начали догадываться больше сотни лет назад. С середины XIX века начала формироваться мутационная теория рака. Традиционно ее историю отсчитывают с работы немецкого биолога Теодора Бовери Zur Frage der Entstehung maligner Tumoren («Об истоках злокачественных опухолей»). В ней Бовери предположил, что опухоли возникают вследствие потери ключевых клеточных характеристик. Однако Бовери не мог знать, какова природа этих потерь. Он описывал в первую очередь роль хромосомных аномалий, но предполагал, что опухоли могут возникать и в результате таких генетических изменений, которые не затрагивают целые хромосомы и которые по этой причине невозможно обнаружить, исследуя хромосомы под микроскопом.

Рис. 1. Механизм деления клетки. Иллюстрация метода Теодора Бовери — комбинации техники окрашивания, наблюдений под микроскопом и зарисовок Boveri, T. Zellenstudien II: Die Befruchtung und Teilung des Eies von Ascaris megalocephala. Jenaer Zeitschrift für Naturwissenschaft 22, 685–882, plates XIX–XXIII (1888)

От хромосом — к отдельным генам

Бовери не занимался исследованием рака у человека — к этому приступили его последователи и спустя полвека обнаружили подтип рака, развитие которого бывает связано с заметной деформацией хромосомы. Это была одна из разновидностей хронического миелоидного лейкоза (CML). Необычно маленькую хромосому, встретившуюся ученым Питеру Новеллу и Дэвиду Хангерфорду в лейкоцитах больных CML, назвали по городу, где проводили исследования, — филадельфийской хромосомой.

В 1973 году американская исследовательница генетики рака Джанет Роули объяснила природу деформации филадельфийской хромосомы. Используя относительно простые техники окрашивания препаратов — Роули часто подчеркивала, что для ее исследований не требовалось «космических» технологий, — она показала, что филадельфийская хромосома есть результат транслокации — мутации, при которой участок хромосомы переносится на другую, негомологичную хромосому. В случае с филадельфийской хромосомой это был перенос генетического материала с 9-й на 22-ю хромосому, и наоборот.

История исследования филадельфийской хромосомы прекрасно отражает прогресс в изучении механизмов онкогенеза. Спустя 20 лет после работы Роули были описаны конкретные гены, на активность которых влияет транслокация 9-й и 22-й хромосом. Было показано, что в результате транслокации образуются химерные гены — комбинации нуклеотидных последовательностей BCR 22-й хромосомы и протоонкогена ABL 9-й хромосомы. Продукты экспрессии этих химерных генов связаны с развитием разных подтипов лейкемии.

Дженет Роули. В левом верхнем углу — структура домена Abl-киназы (синим цветом) в комплексе с ингибитором тирозин-киназы 2-го поколения нилотинибом (красным цветом). Нилотиниб и другие ингибиторы тирозин-киназы нашли применение в терапии хронического миелолейкоза — заболевание, характерезующееся Филадельфийской хромосомой, механику которой объяснила Роуи. University of Chicago Medicine, University of Pennsylvania School of Medicine, Wikipedia

Гены, ответственные за рак

Исследователи, которые продемонстрировали, как химерные гены BCR/ABL влияют на развитие лейкоза, опирались на работы своих предшественников, которые показали, какие генетические изменения приводят к развитию рака и как они это делают. Пионерами в разработке той теории была группа американских исследователей Калифорнийского университета: Джон Бишоп, Харолд Вармус и Доминик Стеелин. Они исследовали известный с начала XX века вирус, вызывающий рак у кур.

Бишоп и Вармус открыли куриный ген, аналогичный гену ретровируса, после встраивания которого в ДНК у кур развивалось заболевание. Дальнейшие исследования структуры обоих генов показали, что в вирусном варианте отсутствовал ингибиторный участок, регулирующий активность гена. Ген src (от английского sarcoma — «саркома») кодирует протеинкиназу — фермент, который участвует в ответе на факторы роста в ходе нормального развития организма. Вирусный вариант этого гена стимулирует деление клеток даже в отсутствие факторов роста. Другими словами, нормальные гены, претерпевшие изменения структуры и функции, могут вызывать рак. За это открытие Бишоп и Вармус получили в 1989 году Нобелевскую премию по физиологии и медицине.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Интенсивное лечение артериальной гипертензии снизило риск деменции Интенсивное лечение артериальной гипертензии снизило риск деменции

Интенсивное выявление артериальной гипертензии значительно снижает риск деменции

N+1
Упавшая в ад: удивительная история девушки, выжившей при падении с высоты 3 километра Упавшая в ад: удивительная история девушки, выжившей при падении с высоты 3 километра

Полёт на каникулы к отцу обернулся долгим путешествием на грани жизни и смерти

ТехИнсайдер
От Марса до квантовой физики: 11 книг для любителей научной фантастики От Марса до квантовой физики: 11 книг для любителей научной фантастики

Что ждет человечество в будущем? Фантасты размышляют в своих книгах

Maxim
С чистого листа С чистого листа

Современный расслабленный интерьер с элементами классики

SALON-Interior
6 признаков глупого человека 6 признаков глупого человека

Как понять, кого нужно избегать? Да и нужно ли на самом деле?

Psychologies
Бонни Гармус: «Уроки химии». Бестселлер New York Times Бонни Гармус: «Уроки химии». Бестселлер New York Times

Отрывок из трагикомического романа «Уроки химии»

СНОБ
Шесть книг о войне. День памяти жертв Холокоста Шесть книг о войне. День памяти жертв Холокоста

Книги о войне: чтобы помнить, к чему может привести человеческая жестокость

Psychologies
«Абдулов не мог и не хотел быть просто актером. Он должен был быть соавтором всегда и во всем» «Абдулов не мог и не хотел быть просто актером. Он должен был быть соавтором всегда и во всем»

Саша выделялся среди нас. Он был самым общительным и самым недисциплинированным

Караван историй
Как пережить развод правильно и не бояться новых отношений: практические советы Как пережить развод правильно и не бояться новых отношений: практические советы

Как расстаться с прошлым и начать новую жизнь?

Psychologies
«Кто дарит жизнь — дарит смерть»: как женщины воспринимают старение матери «Кто дарит жизнь — дарит смерть»: как женщины воспринимают старение матери

Как принять старение своей матери?

Psychologies
Туризм в жилище эскимосов: на сколько там холодно? Вы поразитесь! Туризм в жилище эскимосов: на сколько там холодно? Вы поразитесь!

Кто-то выберет отдых на море и под палящим солнцем

ТехИнсайдер
Масло для лица: виды, польза для кожи и особенности нанесения Масло для лица: виды, польза для кожи и особенности нанесения

Что нужно знать, выбирая масло для лица

РБК
Звезда переменчивой эпохи: как Инна Чурикова всю жизнь бросала вызов традициям Звезда переменчивой эпохи: как Инна Чурикова всю жизнь бросала вызов традициям

Инна Чурикова стала символом целой эпохи благодаря ее работам в кино

Forbes
С дерева – в лечебный чай С дерева – в лечебный чай

Чага березовая: польза, применение, рецепты

Лиза
«Мой живот накладной, потому что мне 45?»: беременную Ольгу Орлову возмутили завистники «Мой живот накладной, потому что мне 45?»: беременную Ольгу Орлову возмутили завистники

Ольга Орлова пожаловалась, что ее обвинили в симуляции беременности

VOICE
«Новый год — новый я»: почему и как нужно менять свои привычки? «Новый год — новый я»: почему и как нужно менять свои привычки?

Подходит ли наша неспокойная ситуация для того, чтобы совершенствовать себя?

Psychologies
«Не так важно что, лишь бы стащить». Откровения настоящих клептоманов «Не так важно что, лишь бы стащить». Откровения настоящих клептоманов

Клептомания – психическое расстройство, связанное с влечением к кражам

Лиза
Какая зависимость опаснее — никотиновая или алкогольная? Какая зависимость опаснее — никотиновая или алкогольная?

Что происходит с человеком, который страдает от двух зависимостей?

ТехИнсайдер
Рецепт убийства: как Агата Кристи стала пионером криминалистики Рецепт убийства: как Агата Кристи стала пионером криминалистики

Отрывок из книги «Рецепт убийства» взгляд судмедэксперта на книги Агаты Кристи

Forbes
Стриптизерша Кэрри Рояль об отношениях с принцем Гарри: «Когда девочек привели к нему, он был уже голый» Стриптизерша Кэрри Рояль об отношениях с принцем Гарри: «Когда девочек привели к нему, он был уже голый»

Скандальные мемуары принца Гарри «Запасной» наделали много шума

Maxim
Удары по голове, веселящий газ и кокаин: что в древности использовали в качестве анестезии? Удары по голове, веселящий газ и кокаин: что в древности использовали в качестве анестезии?

Как люди в древности облегчали свою боль?

ТехИнсайдер
Винишко на миллион: бывшая «Мисс Мексика» задержана за кражу в стиле Гая Ричи Винишко на миллион: бывшая «Мисс Мексика» задержана за кражу в стиле Гая Ричи

Ограбление, которое по своей эффектности больше напоминает сюжет для фильма

Maxim
Не только The Last of Us: пять лучших современных сериалов по мотивам видеоигр Не только The Last of Us: пять лучших современных сериалов по мотивам видеоигр

Можно ли сделать хорошую киноадаптацию видеоигры?

Forbes
52 миллиона лет назад за Полярным кругом жили родственники приматов 52 миллиона лет назад за Полярным кругом жили родственники приматов

Приматоморфы были размером с белку и хорошо приспособились к полярной ночи

ТехИнсайдер
«Наши клиенты — наркоманы»: как криптосервис с российским основателем стал целью ФБР «Наши клиенты — наркоманы»: как криптосервис с российским основателем стал целью ФБР

Чем занималась Bitzlato и почему привлекла внимание ФБР?

Forbes
Время для счастья Время для счастья

Эти женщины доказывают, что можно оставаться привлекательными в любом возрасте

Лиза
Как раскрыть свое женское предназначение: 5 самых простых и рабочих приемов Как раскрыть свое женское предназначение: 5 самых простых и рабочих приемов

Как женщине узнать, для чего она на самом деле предназначена?

VOICE
Почему вам не нужно много одежды – стоит узнать! Почему вам не нужно много одежды – стоит узнать!

Почему большой гардероб — это не всегда хорошо

ТехИнсайдер
3 элемента, которых часто не хватает нашему организму 3 элемента, которых часто не хватает нашему организму

Плохое самочувствие может быть из-за нехватки определенных витаминов и минералов

ТехИнсайдер
Призраки прошлого: как я жил в Аушвице — воспоминания ребенка узников концлагеря Призраки прошлого: как я жил в Аушвице — воспоминания ребенка узников концлагеря

Рассказ Миколая Гринберга о жизни на территории Аушвица

Psychologies
Открыть в приложении