Postoji mnogo razlika između ćelija raka i normalnih ćelija. Neke od razlika su dobro poznate, dok su druge nedavno otkrivene i manje su razumljive. Možda vas zanima kako su ćelije raka različite jer se bavite sopstvenim rakom ili nekim od najdražih. Za istraživače, razumevanje kako rakave ćelije funkcionišu drugačije od normalnih ćelija postavljaju osnovu za razvoj tretmana dizajniranih da uklone telo ćelija karcinoma bez oštećenja normalnih ćelija.
Prvi deo ove liste govori o osnovnim razlikama između ćelija raka i zdravih ćelija. Za one koji su zainteresovani za neke od teže razumljivih razlika, drugi deo ove liste je više tehnički.
Kratko objašnjenje proteina u telu koje regulišu rast ćelija takođe je korisno za razumevanje ćelija raka. Naša DNK nosi gene, koji zauzvrat predstavljaju plan za proteine proizvedene u tijelu. Neki od ovih proteina su faktori rasta, hemikalije koje kažu ćelijama da se dele i rastu. Ostali proteini rade na suzbijanju rasta. Mutacije u određenim genomima (na primjer, izazvane duvanskim dima, radijacijom, ultraljubičastim zračenjem i drugim kancerogenima) mogu dovesti do abnormalne proizvodnje proteina. Previše može biti proizvedeno ili nije dovoljno, ili bi moglo biti da su proteini abnormalni i da funkcionišu drugačije.
Rak je složena bolest, a obično je kombinacija ovih abnormalnosti koje dovode do kancerogene ćelije, a ne samo jedne mutacije ili abnormalnosti proteina.
Cancer Cells vs. Normal Cells
Ispod su neke od glavnih razlika između normalnih ćelija i ćelija karcinoma, što uzrokuje kako maligni tumori rastu i drugačije reaguju na okolinu nego benigni tumori.
- Rast -Normalne ćelije prestaju da raste (reprodukuju) kada su dovoljne ćelije prisutne. Na primer, ako se ćelije proizvode za popravku reza na koži, nove ćelije se više ne proizvode kada ima dovoljno ćelija da popune rupu; kada se radovi na popravci. Nasuprot tome, ćelije raka ne prestaju da raste kada ima dovoljno ćelija. Taj kontinuirani rast često dovodi do stvaranja tumora (klastera ćelija karcinoma). Svaki gen u tijelu nosi plan koji kodira različite proteine. Neki od ovih proteina su faktori rasta, hemikalije koje govore ćelijama da rastu i podele. Ako je gen koji kodira jedan od ovih proteina zaglavljen u položaju "na" mutacijom (onkogenom) -proteini faktora rasta nastavljaju se proizvoditi. Kao odgovor, ćelije nastavljaju da rastu.
- Komunikacione- ćelijske ćelije ne komuniciraju sa drugim ćelijama kao što to čine normalne ćelije. Normalne ćelije reaguju na signale upućene iz drugih susednih ćelija koje kažu, u suštini, "dostigli ste svoju granicu". Kada normalne ćelije "čuju" ove signale prestanu rasti. Ćelije raka ne reaguju na ove signale.
- Popravljanje ćelija i smrt ćelija -Normalne ćelije se ili popravljaju ili umiru (podvrgavaju apoptozi) kada su oštećene ili stare. Ćelije raka se ili ne popravljaju ili ne prolaze apoptozu. Na primer, jedan protein nazvan p53 ima zadatak da provjeri da li je ćelija previše oštećena za popravku i ako jeste, savjetujte ćeliju da se ubije. Ako je ovaj protein p53 abnormalan ili neaktivan (na primjer, iz mutacije u p53 genu ), onda se starim ili oštećenim ćelijama mogu reprodukovati. P53 gena je jedna vrsta supresora gena tumora koji kodiraju proteine koji suzbijaju rast ćelija.
- Lepljivost -Normalne ćelije izdvajaju supstance koje ih čine zajedno u grupi. Ćelije raka ne uspevaju da naprave ove supstance i mogu "otplutati" na lokacije u blizini ili kroz krvotok ili sistem limfnih kanala udaljene regije u telu.
- Sposobnost metastaziranja (širenja) -Normalne ćelije ostaju u području tela gde pripadaju. Na primjer, ćelije pluća ostaju u plućima. Ćelije raka, jer im nedostaju molekuli adhezije koji izazivaju lepljivost, mogu da putuju kroz krvotok i limfni sistem u druge regione tela - imaju sposobnost metastaziranja . Jednom kada stignu u novu regiju (poput limfnih čvorova , pluća, jetre ili kostiju) počinju da raste, često formiraju tumore daleko od prvobitnog tumora. (Saznajte više o tome kako se rak širi .)
- Izgled - Ispod mikroskopa, normalne ćelije i ćelije raka mogu izgledati sasvim drugačije. Za razliku od normalnih ćelija, ćelije raka često pokazuju mnogo više varijabilnosti u veličini ćelija - neke su veće od normalnih, a neke su manje od normalne. Osim toga, ćelije raka često imaju abnormalni oblik, i ćelije i jezgra ("mozga" ćelije). Nukleus se pojavljuje i veći i tamniji od normalnih ćelija. Razlog za tamu je da jezgro ćelija raka sadrži višak DNK. U blizini, ćelije raka često imaju abnormalni broj hromozoma koji su organizovani na neorganizovan način.
- Stopa rasta -Normalne ćelije se reprodukuju i onda zaustavljaju kada su dovoljno ćelija prisutne. Ćelije raka reprodukuju se brzo prije nego što ćelije imaju priliku da sazre.
- Sazrevanje - Normalne ćelije zrele. Ćelije raka, jer raste brzo i deluju pre nego što ćelije budu potpuno zrele, ostaju nezrele. Doktori koriste izraz nejednačen da bi opisali nezrele ćelije (za razliku od diferenciranog da bi opisali zrele ćelije.) Drugi način da to objasni je da se ćelije raka posmatraju kao ćelije koje ne rastu i specijalizuju u odrasle ćelije. Stepen sazrevanja ćelija odgovara "stepenu" raka . Rakeri se grade na skali od 1 do 3, a 3 su najagresivniji.
- Izbjegavanje imunološkog sistema - Kada se normalne ćelije oštećuju, imuni sistem (preko ćelija nazvanih limfociti) identifikuje i uklanja ih. Ćelijske ćelije raka mogu da izbegnu imunološki sistem dovoljno dugo da preraste u tumor, bilo tako što izbegava detekciju ili sekretiranjem hemikalija koje inaktiviraju imunske ćelije koje dolaze na scenu. Neki od novih lekova imunoterapije se bave ovim aspektom ćelija raka.
- Funkcionalne -Normalne ćelije obavljaju funkciju koju treba da izvrše, dok ćelije raka možda nisu funkcionalne. Na primer, normalne bele krvne ćelije pomažu u borbi protiv infekcija. Kod leukemije broj bijelih krvnih zrnaca može biti vrlo visok, ali pošto kancerogene bele krvne ćelije ne funkcionišu kako treba, ljudi mogu biti više izloženi riziku od infekcije čak i uz povišeni broj bijelih krvnih zrnaca. Isto važi i za proizvedene supstance. Na primjer, normalne ćelijske ćelije proizvode hormon štitaste žlezde. Kancerozne ćelije štitaste žlezde (karcinom tiroidne žlezde ) ne mogu izazvati tiroidni hormon. U ovom slučaju, telu može nedostajati dovoljno hormona štitnjaka ( hipotiroidizma ) uprkos povećanoj količini tiroidnog tkiva.
- Snabdijevanje krvlju - Angiogeneza je proces kojim ćelije privlače krvne sudove da raste i hrane hranjivo tkivo. Normalne ćelije prolaze kroz proces nazvan angiogenezu samo kao deo normalnog rasta i razvoja i kada je novo tkivo potrebno za popravku oštećenog tkiva. Ćelije raka prolaze kroz angiogenezu čak i kada rast nije potreban. Jedan tip lečenja karcinoma uključuje upotrebu inhibitora angiogeneze-lekova koji blokiraju angiogenezu u organizmu u nastojanju da se tumori ne raste.
Više razlika između ćelija raka i normalnih ćelija
Ova lista sadrži dodatne razlike između zdravih ćelija i ćelija karcinoma. Za one koji žele preskočiti ove tehničke tačke, pređite na sledeći podnaslov označen sumiranjem razlika.
- Izbjegavanje supresora rasta -Normalne ćelije kontrolišu supresori rasta (tumora). Postoje tri glavna tipa tumora supresornih gena koji kodiraju proteine koji suzbijaju rast. Jedan tip govori ćelijama da usporavaju i prestanu da se dele. Jedan tip je odgovoran za određivanje promjena u oštećenim ćelijama. Treći tip zadužen je za apoptozu koja je gore navedena. Mutacije koje dovode do toga da neki od ovih gena supresora tumora budu inaktivirani omogućavaju rast ćelija raka neizvijenom.
- Invazivnost -Normalne ćelije slušaju signale iz susednih ćelija i prestaju da rastu kada napadaju obližnja tkiva (nešto što se zove kontaktna inhibicija.) Ćelije raka ignorišu ove ćelije i napadaju obližnja tkiva. Benigni (ne-kancerozni) tumori imaju fibroznu kapsulu. Oni mogu da gurnu prema obližnjim tkivima, ali se ne napadaju / međusobno mešaju sa drugim tkivima. Nasuprot tome, ćelije raka ne poštuju granice i napadaju tkiva. Ovo rezultira projekcijama prstima koje se često primećuju radiološkim skeniranjem kancerogenih tumora. Reč rak, zapravo, potiče od latinske reči za rak koji se koristi za opisivanje invazije raka kao raka u obližnja tkiva.
- Izvor energije - Normalne ćelije dobijaju većinu svoje energije (u obliku molekula nazvanog ATP) kroz proces koji se zove Krebsov ciklus i samo mala količina njihove energije kroz drugi proces nazvan glikoliza. Dok normalne ćelije proizvode najveći deo svoje energije u prisustvu kiseonika, ćelije raka proizvode najveći deo svoje energije u odsustvu kiseonika. Ovo je razlog zbog kojeg se uzimaju hiperbarični tretmani kiseonikom koji su eksperimentalno korišćeni (sa razočaravajućim rezultatima do sada) kod nekih ljudi sa rakom.
- Smrtnost / Besmrtnost -Normalne ćelije su smrtne, odnosno imaju životni vijek. Ćelije nisu dizajnirane da žive zauvek, a ćelije staraju, baš kao i ljudi čiji su prisutni. Istraživači počinju da gledaju nešto što se zove telomeres , strukture koje drže DNK zajedno na kraju hromozoma, zbog njihove uloge u raku. Jedno od ograničenja za rast u normalnim ćelijama je dužina telomera. Svaki put kada ćelija deli, telomeri se kraće. Kada telomeri postanu prekratki, ćelija se više ne može podijeliti i ćelija umire. Ćelije raka shvatile su način da obnove telomere kako bi mogli nastaviti da se dele. Enzim nazvan telomeraza radi na produžavanju telomera tako da se ćelija može podijeliti na neodređeno vrijeme - u suštini postaje besmrtna.
- Sposobnost "sakriti" -Mnogi ljudi se pitaju zašto se rak može ponoviti godinama, a ponekad i decenijama nakon što se čini da je nestao (posebno sa tumorima kao što su pozitivni tumori receptora estrogena). Postoji nekoliko teorija zašto se mogu ponoviti kanceri . Uopšteno gledano, misli se da postoji hijerarhija ćelija raka, a neke ćelije (matične ćelije raka) imaju sposobnost da se odupru lečenju i leže u miru. Ovo je aktivno područje istraživanja i izuzetno važno.
- Genomska nestabilnost -Normalne ćelije imaju normalni DNK i normalni broj hromozoma. Ćelije raka često imaju abnormalni broj hromozoma, a DNK postaje sve abnormalna jer razvija mnoštvo mutacija. Neke od njih su mutacije vozača, što znači da preovlađuju transformaciju ćelije da bude kancerogena. Mnoge mutacije su mutacije putnika, što znači da nemaju direktnu funkciju za ćelije raka. Za neke vrste raka, određivanje kojih mutacija vozača ( molekularno profiliranje ili testiranje gena ) omogućava ljekarima da koriste ciljane lijekove koji posebno ciljaju na rast kancera. Razvoj ciljanih terapija, kao što su EGFR inhibitori za kancer sa EGFR mutacijama, je jedna od područja koja se brže razvijaju i razvijaju terapiju raka.
Potrebne su višestruke promene da bi ćelija postala rakasta
Kao što je gore navedeno, postoji mnogo razlika između normalnih ćelija i ćelija karcinoma. Takođe vrijedno je i broj "kontrolnih punktova" koje treba zaobići za ćeliju da postane kancerogen.
- Ćelija mora imati faktore rasta koja ga podstiču da raste čak i kada rast nije potreban.
- Mora da izbegne proteine koji usmeravaju ćelije da prestaju da raste i umru kada postanu nenormalne.
- Ćelija mora izbegavati signale iz drugih ćelija,
- Ćelije treba da izgube normalnu "lepljivost" (adhezione molekule) koje proizvode normalne ćelije.
Sve u svemu, vrlo je teško da normalna ćelija postane karcinom, što može izgledati iznenađujuće, s obzirom da će jedan od dva muškarca i jedna od tri žene razviti rak tokom svog života. Objašnjenje je da u normalnom telu oko tri milijarde ćelija deli svaki dan. "Nesreće" u reprodukciji ćelija uzrokovanih nasledjenjem ili kancerogenima u okruženju tokom bilo koje od ovih podela mogu stvoriti ćeliju koja se, nakon daljnjih mutacija, može razviti u ćeliju raka.
Benigni protiv malignih tumora
Kao što je gore navedeno, postoji mnogo razlika u ćelijama karcinoma i normalnim ćelijama koje čine benigne ili maligne tumore. Pored toga, postoje načini da se tumori koji sadrže ćelije raka ili normalne ćelije ponašaju u organizmu. Neke od ovih dodatnih razlika su zabilježene u ovom članku o razlikama između benignih i malignih tumora .
Koncept matičnih ćelija raka
Posle razmatranja ovih mnogih razlika između ćelija raka i normalnih ćelija, možda ćete se pitati da li postoje razlike između ćelija karcinoma. Da može postojati hijerarhija ćelija karcinoma - neki koji imaju različite funkcije od drugih - predstavljaju osnovu diskusija o matičnim ćelijama karcinoma, kao što je gore navedeno.
Još uvek ne razumemo kako se ćelije raka mogu naizgled sakriti godinama ili decenijama, a zatim se ponovo pojaviti. Neke su smatrali da "generali" u hijerarhiji ćelija raka koji se nazivaju matične ćelije raka mogu biti otporniji na tretmane i imati sposobnost da leže u miru kada se druge ćelije raka eliminišu pomoću tretmana kao što je hemoterapija. Dok trenutno tretiramo sve ćelije raka u tumoru kao identične, verovatno je da će u budućim tretmanima uzeti u obzir neke od razlika u ćelijama karcinoma u pojedinačnom tumoru.
Donja linija o razlikama između normalnih ćelija i ćelija raka
Mnogi ljudi postaju frustrirani, pitajući se zašto još uvek nismo našli način da zaustavimo sve vrste raka u njihovim stazama. Razumijevanje mnogih promena koje ćelija prolazi kroz proces postajanja ćelija raka može pomoći u objašnjavanju neke složenosti. Ne postoji jedan korak, već mnogi, koji se trenutno obrađuju na različite načine. Pored toga, važno je shvatiti da rak nije samo bolest, već stotine različitih bolesti. Čak i dva raka koji su isti u pogledu tipa i stadijuma, mogu se ponašati veoma različito. Ako je bilo 200 osoba sa istim tipom i stadijumom raka u sobi, imali bi 200 različitih karcinoma sa molekularnog stanovišta.
Međutim, korisno je znati da, pošto saznamo više o tome šta čini ćeliju raka ćeliju raka, dobili smo više uvidja kako da sprečimo reprodukciju te ćelije, a možda čak i da u prvom polugodištu mesto. Već se ostvaruje napredak u toj arene, jer se razvijaju ciljane terapije koje razlikuju između ćelija raka i normalnih ćelija u svom mehanizmu. I istraživanje imunoterapije je isto tako uzbudljivo, jer pronalazimo načine da "stimulišemo" svoj imuni sistem da uradimo ono što već znaju kako da rade. Nađite ćelije raka i uklonite ih. Određivanje načina na koji se ćelije raka "prikrivaju" i sakrivaju rezultirale su boljim tretmanima i, uobičajeno, kompletnim remijacijama, za neke ljude sa najnaprednijim čvrstim tumorima.
> Izvori:
> DeBaradinis, R. i dr. Biologija kancera: metabolički reprogramiranje povećava rast ćelija i proliferaciju. Ćelijski metabolizam . 2008. 7 (1): 11-20.
> Nacionalni institut za rak. SEER Modul obuke. Ćelijska biologija raka. https://training.seer.cancer.gov/disease/cancer/biology/
> Nacionalni institut za rak. Šta je Rak? Ažurirano 02.09.15. https://www.cancer.gov/about-cancer/understanding/what-is-cancer
> Nio, K., Yamashita, T. i S. Kaneko. Razvoj koncepta matičnih ćelija raka jetre. Molekularni rak . 2017. 16 (1): 4.