Jak Darwin pomaga nam zwalczać raka

O powstawaniu nowotworów
Komórki rakowe zachowują się jak organizmy w trakcie ewolucji. Dlatego prawa Darwina pozwalają lepiej poznać choroby nowotworowe, a ewolucjonistom możemy w przyszłości zawdzięczać nowe leki na raka.
Aby zdrowa komóka przekształciła się w rakową nie wystarczy jedna mutacja - musi nagromadzić się ich wiele.
satori/PantherMedia

Aby zdrowa komóka przekształciła się w rakową nie wystarczy jedna mutacja - musi nagromadzić się ich wiele.

Rak piersi - tak jak inne nowotwory - jest efektem mutacji wielu genów. By z nim walczyć, trzeba te mutacje dobrze poznać.
SPL/EAST NEWS

Rak piersi - tak jak inne nowotwory - jest efektem mutacji wielu genów. By z nim walczyć, trzeba te mutacje dobrze poznać.

Skuteczna walka z chorobą wymaga rozpoznania jej przyczyn. W jednych schorzeniach walczyć trzeba z wirusami, w innych z bakteriami lub mutacjami genetycznymi. To właśnie te ostatnie są przyczyną nowotworów. Aby zdrowa komórka przekształciła się w rakową, nie wystarcza jedna mutacja – musi nagromadzić się ich bardzo wiele. W dodatku każda zdrowa komórka ma system weryfikacji naprawiający zmiany w DNA, a tym samym usuwający z niego mutacje. Dlatego wystąpienie tych złowrogich zmian w DNA zwykle wywołane jest działaniem jakiegoś czynnika mutagennego, np. dymu i smół papierosowych. Dopiero w takich warunkach komórka może sobie nie poradzić z naprawianiem swego DNA i wówczas rozwija się rak.

Nowotwór każdego pacjenta jest właściwie odrębną chorobą, spowodowaną nieco innymi zmianami genetycznymi. Nie dość, że różne nowotwory wywoływane są przez kombinacje mutacji bardzo wielu genów, to w dodatku są one mieszaniną komórek zróżnicowanych pod względem genetycznym. Mutacji przybywa bowiem w trakcie rozwoju choroby w kolejnych pokoleniach komórek nowotworowych w sposób od siebie niezależny. Dlatego nazwy, takie jak rak szyjki macicy, piersi, prostaty czy chłoniak, mówią tylko, gdzie rozwija się nowotwór. Tym samym, aby dobrać skuteczną terapię, trzeba dokładnie poznać, z jakimi mutacjami mamy do czynienia. Dziś nazbyt często jest to niemożliwe lub bardzo trudne.

Łatwiej zniszczyć niż naprawić

Nowotwór powstaje zwykle z pojedynczej zmutowanej komórki, której udało się oszukać jej własny system genów obronnych, zwanych supresorami nowotworów. Geny te to druga – po korekcji zmian w DNA – linia obrony organizmu. Nagromadzenie groźnych mutacji, mogących wywołać proces nowotworzenia, wywołuje bowiem natychmiastową reakcję obronną ze strony owych genów supresorowych. Polega ona zwykle na włączeniu przez komórkę programu własnej śmierci – apoptozy. Samobójstwo komórki uruchamia np. nasz główny gen obronny TP53 kodujący białko p53. Trudno wyobrazić sobie bardziej radykalny i skuteczny sposób obrony niż autodestrukcja. Pokonanie drugiej linii obrony udaje się komórkom nowotworowym najczęściej wówczas, gdy zmianom ulegają również jej geny obronne. A pojawianie się mutacji jest przypadkowe, więc komórki w trakcie swego życia gromadzą zarówno te szkodliwe, jak i neutralne oraz korzystne. Oczywiście te ostatnie są niezwykle rzadkie, gdyż działając na oślep, o wiele łatwiej coś zniszczyć, niż naprawić.

Aby rozwinąć się w nowotwór, zmutowana komórka, która oszukała własne geny supresorowe, musi się namnożyć i pokonać kolejne przeszkody. Trzecią linię obrony organizmu stanowi bowiem układ odpornościowy. Chore komórki atakowane są przez białe ciałka krwi, tzw. komórki żerne, które mogą bezpośrednio zniszczyć chorą komórkę, lub limfocyty B wydzielające przeciwciała neutralizujące intruza. Komórki układu odpornościowego wytwarzają też białka zwane interferonami, informujące pozostałe komórki trzeciej linii obrony o pojawieniu się groźby raka i mobilizujące nowe szeregi komórkowych żołnierzy. Dzięki temu systemowi obrona na tym etapie jest nie tylko zmasowana, ale i w pełni skoordynowana.

Jak widać, komórki próbujące przekształcić się w nowotwór poddane są nie tylko autokontroli, ale i niezwykle ostrej presji otoczenia, którym jest dla nich organizm chorego. Tę walkę na śmierć i życie zwykle wygrywa nasz organizm i znakomita większość takich intruzów ginie lub jest zabijana, zanim wykształci się z nich nowotwór. Świadczy o tym paradoks Richarda Peto.

Ów brytyjski epidemiolog zauważył w 1975 r., że częstość występowania nowotworów u różnych gatunków nie jest proporcjonalna do długości życia i liczby komórek w organizmie. Długie życie w połączeniu z dużą liczbą komórek ciała powoduje, że liczba podziałów sprzyjających powstawaniu mutacji staje się wręcz nieprawdopodobnie zwielokrotniona. Z opisu, jak dochodzi do wymknięcia się komórki nowotworowej spod kontroli, wynika bowiem jednoznacznie, że im więcej komórek w organizmie i im dłużej żyje osobnik, tym częściej powinno nastąpić nowotworzenie – oczywiście zakładając, że kolejne etapy obrony są podobne u różnych gatunków.

Nowotwory i ewolucja

Innymi słowy, ogromny wieloryb czy słoń, którego organizm tworzy wielokrotnie więcej komórek niż np. u myszy czy małego pieska (przeciętna wielkość komórek jest podobna u wieloryba, słonia, myszy i psa), powinien zapadać na choroby nowotworowe o wiele częściej. Tak się jednak nie dzieje, między innymi dlatego, że wielkie ssaki, np. słonie, mają lepiej funkcjonujące geny supresorowe. Z wyliczeń wynika, że gdyby rzeczywiście nie było różnic między dużymi, długo żyjącymi gatunkami i małymi, żyjącymi krótko, to każdy wieloryb lub słoń powinien dokonać żywota z powodu nowotworu, zanim osiągnąłby wiek reprodukcyjny. Wielkie ssaki wyginęłyby więc, zanim zdołałyby wykształcić się jako nowe gatunki. Dzięki tym rozważaniom Richard Peto znalazł wspólny mianownik procesów nowotworzenia i ewolucji.

Czytaj także

Aktualności, komentarze

W nowej POLITYCE

Zobacz pełny spis treści »

Poleć stronę

Zamknij
Facebook Twitter Google+ Wykop Poleć Skomentuj

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną