Mezi rakovinnými buňkami a normálními buňkami existuje mnoho rozdílů. Některé z těchto rozdílů jsou dobře známé, zatímco jiné byly nedávno objeveny a méně dobře pochopeny. Možná vás zajímá, jak se rakovinné buňky liší, když se vyrovnáváte s vlastní rakovinou nebo s rakovinou. Pro vědce, pochopení toho, jak rakovinové buňky fungují odlišně od normálních buněk, položí základy pro vývoj léčby, která má zbavit tělo rakovinných buněk bez poškození normálních buněk.
První část tohoto seznamu popisuje základní rozdíly mezi rakovinnými buňkami a zdravými buňkami. Pro ty, kteří se zajímají o některé z obtížněji pochopitelných rozdílů, je druhá část tohoto seznamu techničtější.
Stručné vysvětlení bílkovin v těle, které regulují buněčný růst, je také užitečné při porozumění rakovinných buněk. Naše DNA nese geny, které jsou naopak modelem bílkovin produkovaných v těle. Některé z těchto bílkovin jsou růstové faktory, chemické látky, které buňkám říkají, že se dělí a rostou. Jiné bílkoviny se snaží potlačit růst. Mutace zejména genů (například ty, které jsou způsobeny tabákovým kouřem, zářením, ultrafialovým zářením a jinými karcinogeny) mohou vést k abnormální tvorbě bílkovin. Příliš mnoho může být produkováno nebo nedostatečné, nebo by mohlo být, že proteiny jsou abnormální a fungují jinak.
Rakovina je komplexní onemocnění a většinou je kombinací těchto abnormalit, které vedou k rakovinové buňce, spíše než k jedné mutaci nebo proteinové abnormalitě.
Rakovinné buňky vs. normální buňky
Níže uvádíme některé z hlavních rozdílů mezi normálními buňkami a rakovinnými buňkami, které naopak odpovídají tomu, jak nádorové nádory rostou a reagují odlišně na okolní prostředí než benigní nádory.
- Růst - Normální buňky přestanou růst (reprodukovat), když jsou přítomny dostatečné množství buněk. Například pokud jsou buňky vyráběny k opravě řezu v kůži, nové buňky se již nevyrábějí, jestliže je dostatek buněk k vyplnění díry; při opravách. Naproti tomu rakovinné buňky nepřestávají růst, jestliže jsou přítomny dostatečné množství buněk. Tento pokračující růst často vede k vytvoření nádoru (shluku rakovinných buněk). Každý gen v těle nese plán, který kóduje jiný protein. Některé z těchto proteinů jsou růstové faktory, chemické látky, které buňky říkají, že rostou a rozdělují. Pokud je gen, který kóduje jeden z těchto proteinů, přilepený v poloze "on" mutací (onkogenem) - proteiny růstového faktoru se nadále vyrábějí. V odezvě buňky stále rostou.
- Komunikace - Cancerové buňky nereagují s jinými buňkami jako normální buňky. Normální buňky reagují na signály odesílané z jiných blízkých buněk, které v podstatě říkají, že jste dosáhli své hranice. Když normální buňky "slyší" tyto signály, přestanou růst. Rakovinné buňky nereagují na tyto signály.
- Opravení buněk a úmrtí buněk -Normální buňky jsou buď opraveny, nebo zemřou (podstupují apoptózu), když jsou poškozené nebo zestárly. Rakovinné buňky buď nejsou opraveny, nebo nepodléhají apoptóze. Například jeden protein nazvaný p53 má za úkol zjistit, zda je buňka příliš poškozená, a pokud ano, poraďte buňku, aby se sama zabila. Pokud je tento protein p53 abnormální nebo neaktivní (například z mutace v genu p53 ), potom se mohou staré nebo poškozené buňky reprodukovat. Gen p53 je jedním typem nádorového supresorového genu, který kóduje proteiny, které potlačují růst buněk.
- Přilnavost - normální buňky vylučují látky, které je spojují ve skupině. Rakovinové buňky nedokáží tyto látky vyrábět a mohou se "vznášet" na místa v blízkosti nebo přes krevní oběh nebo systém lymfatických kanálů do vzdálených oblastí těla.
- Schopnost metastázovat (rozšiřovat) -Normální buňky zůstávají v oblasti těla, kam patří. Například plicní buňky zůstávají v plicích. Rakovinové buňky, protože postrádají adhezní molekuly, které způsobují lepivost, jsou schopny cestovat přes krevní oběh a lymfatický systém do jiných oblastí těla - mají schopnost metastázovat . Jakmile dorazí do nové oblasti (jako jsou lymfatické uzliny , plicy, játra nebo kosti), začínají růst, často tvoří nádory, které jsou vzdáleny od původního nádoru. (Další informace o tom, jak se rakovina šíří .)
- Vzhled - Při mikroskopu mohou normální buňky a rakovinové buňky vypadat zcela odlišně. Na rozdíl od normálních buněk rakovinné buňky často vykazují mnohem větší variabilitu velikosti buněk - některé jsou větší než normální a některé jsou menší než normální. Kromě toho mají rakovinové buňky často abnormální tvar jak buňky, tak jádra ("mozku" buňky.) Jádro se objevuje jak větší, tak tmavší než normální buňky. Důvodem temnoty je, že jádro rakovinných buněk obsahuje nadbytečnou DNA. V blízké době mají rakovinové buňky často abnormální počet chromozomů, které jsou uspořádány neorganizovaně.
- Rychlost růstu -Normální buňky se samy reprodukují a pak se zastaví, když jsou přítomny dostatečné množství buněk. Rakovinové buňky se rychle reprodukují předtím, než buňky mají šanci zralé.
- Zrání - normální buňky dozrály. Rakovinné buňky, protože rychle rostou a rozdělí se předtím, než jsou buňky zcela zralé, zůstávají nezralé. Lékaři používají termín nediferencovaný k popisu nezralých buněk (na rozdíl od diferencovaných, aby popsali více zralých buněk.) Dalším způsobem, jak to vysvětlit, je sledovat rakovinové buňky jako buňky, které "nevyrůstají" a specializují se na dospělé buňky. Stupeň zrání buněk odpovídá "stupni" rakoviny . Rakoviny jsou klasifikovány na stupnici od 1 do 3, přičemž 3 jsou nejagresivnější.
- Vyhýbání se imunitnímu systému - Když se normální buňky poškodí, imunitní systém (prostřednictvím buněk nazývaných lymfocyty) je identifikuje a odstraňuje. Rakovinové buňky jsou schopny vyhnout se (trik) imunitního systému, který je dostatečně dlouhý, aby se mohl rozvinout do nádoru buď uniknutím detekce, nebo vylučováním chemických látek, které inaktivují imunitní buňky, které přicházejí na scénu. Některé z novějších imunoterapeutických léků se zabývají tímto aspektem rakovinných buněk.
- Funkční - normální buňky provádějí funkci, kterou mají vykonávat, zatímco rakovinné buňky nemusí být funkční. Například normální bílé krvinky pomáhají bojovat s infekcemi. U leukémie může být počet bílých krvinek velmi vysoký, ale protože rakovinotvorné bílé krvinky nefungují tak, jak by měly, mohou být lidé vystaveni vyššímu riziku infekce i se zvýšeným počtem bílých krvinek. Totéž platí pro vyráběné látky. Například normální tyroidní buňky produkují thyroidní hormon. Rakovinové buňky štítné žlázy ( karcinom štítné žlázy ) nemusí produkovat hormon štítné žlázy. V tomto případě tělo nemusí dostat dostatek hormonů štítné žlázy ( hypotyreóza ) navzdory zvýšenému množství tkáně štítné žlázy.
- Krevní zásobení - Angiogeneze je proces, při kterém buňky přitahují krevní cévy k růstu a krmení tkáně. Normální buňky procházejí procesem nazývaným angiogeneze pouze jako součást normálního růstu a vývoje a když je potřebná nová tkáň k opravě poškozené tkáně. Rakovinné buňky se podrobí angiogenezi, i když růst není nutný. Jeden typ léčby rakoviny zahrnuje použití inhibitorů angiogeneze - léků, které blokují angiogenezi v těle ve snaze zabránit růstu nádorů.
Více rozdílů mezi buňkami rakoviny a normálními buňkami
Tento seznam obsahuje další rozdíly mezi zdravými buňkami a rakovinnými buňkami. Pro ty, kteří chtějí tyto technické body přeskočit, přeskočte prosím na další podkapitole označené shrnutím rozdílu.
- Zbavování růstových supresorů - Normální buňky jsou řízeny růstovými (nádorovými) supresory. Existují tři hlavní typy nádorových supresorových genů, které kódují proteiny, které potlačují růst. Jeden typ říká, že buňky zpomalují a zastavují dělení. Jeden typ je zodpovědný za fixaci změn poškozených buněk. Třetí typ je zodpovědný za výše popsanou apoptózu. Mutace, které vedou k tomu, že některý z těchto nádorových supresorových genů je inaktivován, umožňuje rakovinným buňkám růst bez kontroly.
- Invazivita - Normální buňky naslouchají signály ze sousedních buněk a přestanou růst, když zasahují do nedalekých tkání (něco nazývaného kontaktní inhibice.) Rakovinové buňky ignorují tyto buňky a napadají blízké tkáně. Benígní nádory (bez rakoviny) mají vláknitou kapsli. Mohou se tlačit nahoru proti okolním tkáním, ale nenacházejí do jiných tkání. Rakovinové buňky naproti tomu nerespektují hranice a neovlivňují tkáně. To má za následek projevy prstů, které jsou často pozorovány při radiologických vyšetřeních nádorových nádorů. Slovo rakovina ve skutečnosti pochází z latinského slova pro krab, který se používá k popisu invaze rakovinových krabů do okolních tkání.
- Zdroj energie - Normální buňky získávají většinu své energie (ve formě molekuly nazvané ATP) procesem nazývaným Krebsův cyklus a jen malou část své energie prostřednictvím jiného procesu nazývaného glykolýza. Zatímco normální buňky produkují většinu své energie v přítomnosti kyslíku, rakovinné buňky produkují většinu své energie v nepřítomnosti kyslíku. To je důvod k hyperbarickému ošetření kyslíkem, který byl experimentálně používán (s dosud neuspokojivými výsledky) u některých lidí s rakovinou.
- Mortalita / nesmrtelnost - Normální buňky jsou smrtelné, to znamená, že mají životnost. Buňky nejsou navrženy tak, aby žily navždy, a stejně jako lidé, v nichž jsou přítomni, buňky zestárly. Vědci se začínají dívat na něco, co se nazývá telomery , struktury, které drží DNA na konci chromozomů, pro svou roli v rakovině. Jedním z omezení růstu v normálních buňkách je délka telomer. Pokaždé, když se buňka rozdělí, telomeři se kratší. Když jsou telomery příliš krátké, buňka se už nemůže rozdělit a buňka zemře. Rakovinové buňky zjistily způsob, jak obnovit telomery, aby mohly pokračovat v rozdělování. Enzym nazvaný telomeráza pracuje na prodloužení telomer, aby se buňka mohla neomezeně dělí - v podstatě se stala nesmrtelnou.
- Schopnost "schovávat se" - mnoho lidí se diví, proč se rakovina může opakovat léta a někdy i desetiletí poté, co se zdá, že je pryč (obzvláště u nádorů, jako jsou rakoviny prsu pozitivní vůči estrogenním receptorům.) Existuje několik teorií, proč se rakoviny mohou opakovat . Obecně se předpokládá, že existuje hierarchie rakovinných buněk, přičemž některé buňky (rakovinné kmenové buňky) mají schopnost odolávat léčbě a ležet v klidu. Jedná se o aktivní oblast výzkumu a je mimořádně důležitá.
- Genomická nestabilita -Normální buňky mají normální DNA a normální počet chromozomů. Rakovinové buňky mají často abnormální počet chromozomů a DNA se stává stále více abnormální, protože rozvíjí řadu mutací. Některé z nich jsou mutace řidiče, což znamená, že řídí transformaci buňky na rakovinu. Mnohé z mutací jsou mutace cestujících, což znamená, že nemají přímou funkci pro rakovinnou buňku. U některých typů rakoviny může být určení, které mutace řidičů jsou přítomné ( molekulární profilování nebo testování genů ) umožňuje lékařům používat cílené léky, které se specificky zaměřují na růst rakoviny. Vývoj cílených terapií, jako jsou inhibitory EGFR pro rakoviny s mutacími EGFR, je jednou z rychleji rostoucích a postupujících oblastí léčby rakoviny.
Vícenásobné změny potřebné pro to, aby buňka mohla být rakovina
Jak bylo uvedeno výše, existuje mnoho rozdílů mezi normálními buňkami a rakovinnými buňkami. Pozoruhodný je také počet "kontrolních bodů", které je třeba obejít, aby se buňka stala rakovinnou.
- Buňka musí mít růstové faktory, které ji povzbuzují k růstu, i když růst není nutný.
- Musí se vyhnout bílkovinám, které směřují buňky, aby přestaly růst a zemřou, když se stanou abnormálními.
- Buňka potřebuje vyhnout se signálům z jiných buněk,
- Buňky musí ztratit normální "lepivost" (adhezní molekuly), které produkují normální buňky.
Celkově je pro normální buňku velmi obtížné stát se rakovinou, což se může zdát překvapivé vzhledem k tomu, že jeden ze dvou mužů a jedna ze tří žen bude mít během svého života rakovinu. Vysvětlení je, že v normálním těle se zhruba tři miliardy buněk dělí každý den. "Nehody" při reprodukci buněk způsobené dědičností nebo karcinogeny v životním prostředí během kterékoli z těchto divizí mohou vytvořit buňku, která se po dalších mutacích může vyvinout do rakovinné buňky.
Benígní vs. zhubné nádory
Jak bylo uvedeno výše, existuje mnoho rozdílů mezi rakovinnými buňkami a normálními buňkami, které tvoří buď benigní nebo maligní nádory. Navíc existují způsoby, jak se v těle chovají nádory obsahující rakovinné buňky nebo normální buňky. Některé z těchto dodatečných rozdílů jsou uvedeny v tomto článku o rozdílech mezi benigními a maligními nádory .
Koncepce rakovinných kmenových buněk
Po projednání těchto mnoha rozdílů mezi rakovinnými buňkami a normálními buňkami se možná ptáte, zda existují rozdíly mezi samotnými rakovinnými buňkami. To, že existuje hierarchie rakovinných buněk - některé mají různé funkce než jiné - je základem diskusí o rakovinových kmenových buňkách, jak bylo popsáno výše.
Stále nechápeme, jak se rakovinové buňky mohou léta nebo desetiletí zdát skrývat, a pak se znovu objeví. Někteří se domnívají, že "generálové" v hierarchii rakovinných buněk, označovaných jako rakovinné kmenové buňky, mohou být lépe odolnější vůči léčbě a mají schopnost ležet v klidu, když jsou jiné rakovinové buňky vyloučeny léčbou, jako je chemoterapie. Zatímco v současné době léčíme všechny nádorové buňky v nádoru jako identické, je pravděpodobné, že v budoucích léčebných postupech se budou brát v úvahu některé rozdíly v rakovinných buňkách v jednotlivém nádoru.
Bottom Line na rozdílech mezi normálními buňkami a buňkami rakoviny
Mnoho lidí se frustruje a přemýšlí, proč jsme ještě nenalezli způsob, jak zastavit všechny druhy rakoviny. Pochopení mnoha změn, které buňka prochází v procesu, jak se stát rakovinnou buňkou, může pomoci vysvětlit některé složitosti. Neexistuje žádný krok, ale spíše mnoho, které jsou v současné době řešeny různými způsoby. Kromě toho je důležité si uvědomit, že rakovina není jedinou chorobou, spíše stovky různých onemocnění. A dokonce i dvě formy rakoviny, které jsou stejné, pokud jde o typ a stupeň, se mohou chovat velmi odlišně. Pokud by bylo 200 osob se stejným typem a státem rakoviny v místnosti, měli by z molekulárního hlediska 200 různých typů rakoviny.
Je však užitečné vědět, že jak se dozvídáme více o tom, co dělá rakovinnou buňku rakovinnou buňku, získáváme více informací o tom, jak zabránit reprodukci buňky a možná i přechodu na rakovinnou buňku v první místo. V této oblasti je již dosaženo pokroku, neboť jsou vyvíjeny cílené terapie, které v rámci svého mechanismu rozlišují mezi rakovinnými buňkami a normálními buňkami. A výzkum imunoterapie je stejně vzrušující, protože nacházíme způsoby, jak "stimulovat" vlastní imunitní systém, abychom mohli dělat to, co už ví, jak to udělat. Najděte rakovinové buňky a odstraňte je. Zjištění způsobů, jak se rakovinové buňky "skrývá" a skryjí, vedlo k lepší léčbě a neobvykle úplným remisím u některých lidí s nejmodernějšími solidními tumory.
> Zdroje:
> DeBaradinis, R. a kol. Biologie rakoviny: metabolické přeprogramování pohání růst a proliferaci buněk. Buněčný metabolismus . 2008. 7 (1): 11-20.
> Národní rakovinový institut. SEER Training Module. Buněčná biologie rakoviny. https://training.seer.cancer.gov/disease/cancer/biology/
> Národní rakovinový institut. Co je to rakovina? Aktualizováno 02/09/15. https://www.cancer.gov/about-cancer/understanding/what-is-cancer
> Nio, K., Yamashita, T. a S. Kaneko. Rozvíjející se koncepce kmenových buněk rakoviny jater. Molekulární rakovina . 2017. 16 (1): 4.