Почему дети болеют раком?
У взрослых рак развивается на протяжении десятилетий, тогда как детские онкологические заболевания имеют иную природу.
Когда взрослому ставят диагноз "рак", у него возникает вопрос: "Почему именно я?". С биологической точки зрения это не кажется таким уж удивительным.
Дело в том, что процесс деления клеток крайне сложен и включает множество этапов. В какой-то момент может произойти сбой, который приводит к неконтролируемому росту клеток — главной особенности рака.
Обычно этот процесс занимает десятилетия, поэтому рак чаще поражает людей старшего возраста.
Однако детские формы рака развиваются гораздо быстрее. Например, ретинобластома — злокачественная опухоль сетчатки глаза, которая почти всегда встречается у детей — диагностируется в возрасте от одного до двух лет.
Как же так получается, что у взрослых рак развивается медленно, словно черепаха, а у детей — стремительно, как заяц?
Онкологический "балет"
Наши тела состоят из клеток, и эти клетки не статичны. Они регулярно копируют свою ДНК и делятся на две части. Этот процесс, жизненно важный для организма, строго контролируется и называется клеточным циклом.
Представьте себе этот процесс как тщательно поставленный балет, где сотни танцоров — белков — выходят на сцену в нужный момент, исполняют свою роль и возвращаются за кулисы.
День за днем белки внутри наших клеток повторяют свою "партию" с удивительной точностью, словно исполняют "Лебединое озеро".
Но иногда один из ключевых танцоров болеет или вовсе отсутствует, и тогда хореография нарушается, превращаясь в хаотичный танец, больше похожий на "Черного лебедя".
Со временем всё больше танцоров выходит из строя, и постановка теряет контроль. Этот беспорядочный балет начинает захватывать всё вокруг: клетки вторгаются в соседние ткани, распространяя неконтролируемый рост и разрушая привычную структуру организма.
Так возникает рак
Белки при раке ведут себя неправильно или исчезают вовсе, потому что гены, отвечающие за их производство, подверглись мутации. Время появления этих мутаций напрямую влияет на возраст, в котором развивается рак.
В 1971 году Альфред Кнудсон выдвинул гипотезу, объясняющую связь между мутациями и раком.
Она получила название "гипотеза двух ударов". Согласно этой теории, чтобы начался рак, необходимо вывести из строя ключевого участника — "приму-балерину".
Однако у неё есть дублёр, ведь у большинства наших генов имеется две копии — одна от матери, другая от отца. Если одна копия повреждена, вторая всё ещё выполняет свою функцию.
Кнудсон предположил, что рак начинается, когда первая мутация отключает одну копию гена, а затем вторая мутация поражает другую копию. Когда оба "танцора" — и прима, и её дублёр — выходят из строя, клеточный балет теряет контроль.
Другими словами: обе копии гена выполняют одну и ту же задачу — контролируют рост и деление клеток.
Если одна копия повреждается, вторая берёт на себя эту функцию и не даёт клетке выйти из-под контроля.
Но когда ломаются обе копии, клетка теряет способность «тормозить» своё деление и начинает бесконтрольно размножаться, что и приводит к развитию рака.
Эту гипотезу Кнудсон подтвердил, изучая ретинобластому. Ген RB1 кодирует белок, который действует как тормоз в клеточном цикле, не давая клеткам делиться бесконтрольно.
Если одна копия гена RB1 мутирует, а затем повреждается и вторая, тормоз перестаёт работать, и клетки начинают бесконтрольное деление.
На начальной стадии это приводит к доброкачественной опухоли — ретиноме. Если мутации затронут и другие важные белки, развивается злокачественная опухоль сетчатки — ретинобластома.
Унаследованные и случайные мутации
Ключ к пониманию рака заключается в том, что иногда первый удар не происходит в течение жизни пациента — иногда он уже унаследован от одного из родителей.
Такие люди имеют врождённую предрасположенность к раку, и если болезнь развивается, она, как правило, возникает в более молодом возрасте.
Например, если у 60-летней женщины диагностируют рак груди, это не вызывает подозрений. Но если рак груди выявляют у 25-летней женщины, врачи предполагают наличие унаследованной мутации.
Именно в этом заключается разница между случайными случаями рака, когда обе мутации происходят в течение жизни человека и развиваются десятилетиями, и наследственными формами, когда одна мутация уже присутствует с рождения, и требуется лишь второй "удар" для запуска болезни.
Эта модель объясняет, почему более половины всех случаев рака приходится на людей старше 70 лет.
Она также объясняет, почему молодые пациенты с раком часто проходят генетическое тестирование: если мутация унаследована, она может передаваться следующим поколениям.
Однако эта теория не объясняет, почему дети вообще заболевают раком. Дело в том, что опухоли у детей существенно отличаются от опухолей у взрослых.
У детей рак часто связан с нарушениями в процессе активного роста и деления клеток, где вероятность мутации выше из-за интенсивного клеточного обновления.
Эти генетические сбои и становятся причиной развития онкологических заболеваний в раннем возрасте.
Меньше мутаций, слияний генов и изменений в работе генов.
Если даже не вдаваться в детали генетических процессов, достаточно просто взглянуть на виды рака, которые обычно поражают взрослых и детей, чтобы заметить, что они существенно различаются.
Лейкемия, которая поражает белые кровяные клетки, составляет около трети всех случаев рака среди детей, но среди всех возрастных групп она находится лишь на 12-м месте по частоте.
Наиболее распространённой опухолью мозга у детей является медуллобластома, которая поражает заднюю часть мозга, но она крайне редко встречается у взрослых.
Ситуация с глиобластомой обратная: эта опухоль часто встречается у взрослых, но крайне редка у детей.
Среди взрослых чаще всего диагностируются рак груди, простаты, лёгких или колоректальный рак, а у детей — астроцитом, лейкемия и остеосаркома. Это свидетельствует о том, что у детей рак развивается по другим законам.
Одним из первых выводов, которые можно сделать, исследуя детские онкологические заболевания, является тот факт, что в детских опухолях мутаций значительно меньше, чем в опухолях взрослых.
У взрослых «главная балерина» и её дублёр постоянно теряют свою работу, поскольку в ряде генов накапливаются мутации, что способствует как развитию, так и прогрессированию рака. У детей для появления рака требуется меньше мутаций.
Мутации, слияния генов и изменения в работе генов при детских раковых заболеваниях
Все виды рака связаны с мутациями в важных генах, но у детей рак развивается несколько иначе. Мутации, которые приводят к раку у детей, чаще всего затрагивают гены, контролирующие прогрессирование клеточного цикла.
Ярким примером является ген RB1. При его отсутствии клеточный цикл не регулируется, клетки бесконтрольно делятся, что приводит к образованию опухолей.
В детских онкологических заболеваниях также наблюдается больше генов слияния по сравнению с взрослыми.
Ген слияния — это ситуация, когда одна половина гена объединяется с другой половиной другого гена, в результате чего образуется новый белок, который ранее не существовал.
Это может показаться незначительным, но если первый ген отвечает за важные функции, а второй активирует его постоянно, то получается сверхактивный ген, который способствует неконтролируемому делению клеток.
Это можно сравнить с тем, как если бы вы установили ракетный двигатель на машину и при этом отключили тормоза. Такое сочетание машины и ракеты может вызвать хаос на дороге.
Наконец, детские раковые заболевания отличаются от взрослых не только генетически, но и эпигенетически. Гены вырабатывают белки, но они не делают это безостановочно.
Так же, как деление клеток, выработка белков в организме происходит под строгим контролем — это называют эпигенетической регуляцией.
«Эпигенетический» означает «над геном», то есть это механизмы, которые управляют работой генов, не меняя их саму структуру.
Некоторые из этих механизмов могут «выключать» гены или делать их недоступными. Например, метилирование (добавление специальных меток) и изменения в структуре белков-гистонов, вокруг которых оборачивается ДНК.
При детских раковых заболеваниях эти процессы часто нарушаются. Из-за этого контроль над работой генов ослабевает, и клетки начинают делиться быстрее, что приводит к образованию опухолей.
Что отличает детский рак от взрослого?
Для полного понимания, что отличает рак у детей от рака у взрослых, недостаточно только рассматривать мутации и генетические изменения. Все эти особенности взаимодействуют, и когда они происходят в неправильной клетке в неверное время развития, возникает рак.
Многие мутации, вызывающие рак, происходят случайным образом. Но как именно эти мутации происходят? Наши знания об этом еще не полные.
Мы понимаем, что определенные факторы, такие как курение и воздействие ультрафиолетового излучения, увеличивают риск рака у взрослых. Однако дети слишком малы, чтобы их поведение могло вызвать рак.
Также известны вирусы, которые вызывают рак у взрослых, например, вирус папилломы человека (ВПЧ), связанный с раком шейки матки и анального канала.
У детей вирусы, такие как вирус Эпштейна-Барр, также играют роль в развитии рака, но пока наши знания об этом ограничены.
Как и у взрослых, около 10% детей с раком предрасположены к болезни, унаследовав мутацию от одного из родителей.
Однако, насколько нам известно, большинство случаев детского рака является случайными и непредсказуемыми. Это не вина ни родителей, ни детей.
Каждый год 400 000 детей и подростков по всему миру заболевают раком. Очевидно, что необходимо больше исследований, чтобы понять, почему это происходит, и что можно сделать, чтобы помочь предотвратить эти заболевания.
Выводы:
- Типы рака, которые чаще встречаются у детей, отличаются от тех, которые чаще встречаются у взрослых.
- Для возникновения детского рака обычно требуется меньше мутаций; часто наблюдается слияние генов, при котором части двух разных генов объединяются и создают белок, который ведет себя ненормально. Кроме того, в детских раках часто наблюдаются мутации в молекулах, регулирующих гены.
- Как и у взрослых, примерно 10% детей с раком унаследуют мутацию от родителей, которая предрасполагает их к заболеванию.
Благодарим вас за то, что дочитали нашу статью до самого конца. Надеемся, что она оказалась для вас полезной.
Подписчики нашего канала (если вы еще не подписаны, приглашаем вас это сделать) могут воспользоваться поддержкой в оплате лечения и диагностики в Израиле. Полный список льгот доступен по этой ссылке.
Просим вас соблюдать правила при написании комментариев, иначе они могут быть удалены.
Не забудьте подписаться и включить напоминание на нашем канале, чтобы получать уведомления о новых публикациях.
Спасибо за ваше внимание и понимание
Комментариев нет:
Отправить комментарий