Карценогенез, або рак

Карценогенез, також відомий як новоутворення, є складним процесом, що призводить до формування новоутвореного ураження. Зміни, що відбуваються в клітині протягом її перебігу, є результатом низки мутацій, що додаються, тобто пошкодження ДНК. В результаті виникають неконтрольовані відділи, що призводять до формування новоутвореного захворювання. Як відбувається процес карценогенезу? Які фактори відповідають за його ініціювання?

Зміст:

1. Етапи процесу карценогенезу
• Що таке стадія ініціації?
• Що таке етап просування?
• Що таке стадія прогресування?
2. Що таке неопластична трансформація?
3. Які фактори можуть спровокувати ініціювання процесу генезу карцену?
4. Що таке ініціатори?
5. Що таке промоутери?
6. Гени, пов’язані з неопластичним процесом
• Що таке онкогени?
• Що таке мутантні мутаторні гени?
• Що таке супресорні гени?
7. Роль вірусів у новоутворенні
8. Знання про процес карценогенезу - значення для здоров'я

Рак, або канцерогенез, або канцерогенез - це процес, який виникає в результаті помилок у генетичній інформації. Гени - це інструкції в ДНК, які контролюють функції клітини. Коли генетична інформація про життєвий цикл або механізми відновлення ДНК пошкоджена, процес карценогенезу може розпочатися.

Формування новоутвореного вогнища - складний, тривалий процес. Це результат низки мутацій, які поступово наростають. Зрештою, в результаті цих пошкоджень відбувається неопластична трансформація, тобто клітина набуває комплексу неопластичних рис.

Етапи процесу карценогенезу

Карценогенез - це процес постійних послідовних змін. Зазвичай його поділяють на три етапи:

• ініціація
• просування по службі
• прогресування

Що таке стадія ініціації?

На стадії ініціації відбувається перша зміна ДНК, що призводить до початку ракового процесу. Його часто називають ініціюючою мутацією. Такі пошкодження можуть виникнути спонтанно або в результаті дії канцерогену, тобто канцерогену.

Такі зміни відбуваються в нашому тілі дуже часто, але завдяки захисним механізмам хвороба не розвивається. Більшість мутацій ДНК відновлюються за допомогою спеціальних відновлювальних білків, присутніх у клітині.

Ініціювання пухлинного процесу зазвичай відбувається, коли пошкодження генетичної інформації стосується даних, що стосуються механізмів відновлення ДНК або життєвого циклу. Така зміна призводить до втрати контролю над діленням клітин та нових мутацій. Це призводить до безперервного розмноження тканини, а також до появи подальшого пошкодження генетичного матеріалу.

Процес канцерогенезу часто пов'язаний з порушенням апоптозу, тобто загибеллю клітин. Це спосіб видалення пошкоджених клітин нашого організму. При неопластичних ураженнях цей механізм дефектний внаслідок мутацій. Як результат, ці клітини продовжують розмножуватися, незважаючи на помилки в їх ДНК.

Чи потрапляє клітина на наступну стадію утворення раку, залежить від місця в генетичній інформації, де відбулася мутація. Якщо зміни незворотні і життєвий цикл порушений, починається сприяння розвитку раку. Однак трапляється, що ініційовані клітини залишаються латентними протягом багатьох років, не мутуючи далі.

Читайте також: Що таке мутація раку?

Що таке етап просування?

Онкогени активуються на етапі просування. Цей термін охоплює дефектно мутовані протоонкогени, які в здоровій клітині відповідають за контроль життєвого циклу.В результаті діяльності онкогенів відбувається інтенсивне, необмежене розповсюдження або розмноження.

В результаті безперервного поділу та пошкоджених функцій ремонту з'являється низка нових мутацій. З подальшими помилками в ДНК неопластичні зміни стають дедалі небезпечнішими. Усі пошкодження, пов'язані з інформацією про життєвий цикл клітини та апоптозом, є особливо небезпечними.

Заслуговує на увагу мутація білка p53, яка трапляється в деяких випадках. Його часто називають «охоронцем геному». Ця назва обумовлена ​​функцією цього білка у захисті ДНК від пошкодження та ініціюванні процесу апоптозу. Неопластичні зміни, які мутували інформацію про p53, зазвичай мають гірший прогноз, ніж інші.

Етап просування призводить до того, що мутантна клітина стає раковою. Цей процес може зайняти багато років. Зміни, виявлені та усунені на цьому етапі, мають великі шанси на одужання. Тому рання діагностика має важливе значення при терапії раку.

Що таке стадія прогресування?

Прогресія - це стадія, що призводить до злоякісної пухлини. В результаті клітини набувають здатність метастазувати та інфільтруватися.

Клітина зазнає різких змін у каріотипі під час цього процесу. Це означає, що цілі хромосоми мутують, і під мікроскопом видно пошкодження ядра клітини.

Пухлини, виявлені на цій стадії, мають поганий прогноз і є злоякісними.

Читайте також: Рак: Доброякісний чи злоякісний?

Що таке неопластична трансформація?

Неопластична трансформація відбувається в процесі карценогенезу. Цей термін визначається як придбання клітиною комплексу новоутворень:

• обмежена реакція на фактори, що блокують ріст, що надсилаються організмом
• втрата здатності пригнічувати ріст клітин
• можливість ділити необмежену кількість поділів клітин
• здатність розмножуватися незалежно від контакту з землею

Які фактори можуть спровокувати ініціювання процесу генезу карцену?

Неопластичний процес починається з ініціюючої мутації. Ця зміна може відбутися спонтанно як збій у реплікації ДНК. Частина шкоди генетичному матеріалу, що призводить до раку, може успадковуватися від предків. Поодинока мутація безпосередньо не викликає захворювання. Неопластичне ураження вимагає ряду пошкоджень ДНК, що виникає в процесі карценогенезу.

Існують також зовнішні фактори, які можуть ініціювати або стимулювати процес формування новоутвореного вогнища. Їх називають канцерогенами. Вони поділяються на:

• фізичні фактори, наприклад УФ-випромінювання, іонне випромінювання
• хімічні агенти, наприклад етиловий спирт, смола, що міститься в сигаретному димі
• біологічні агенти, наприклад онкогенні віруси, такі як ВПЛ

Читайте також: Причини раку чи звідки береться рак?

Через свій вплив на неопластичний процес канцерогени включають ініціатори та промотори.

Що таке ініціатори?

Ініціаторами є хімічні, фізичні або біологічні взаємодії мутагенного характеру. Ці фактори відповідають за ініціюючу мутацію в ДНК в ядрі клітини. В результаті цієї зміни починається неопластичний процес.

Що таке промоутери?

Промотори - це фактори, що стимулюють перебіг процесу канцерогенезу. Вони стимулюють мутантні клітини швидше ділитися. Під їх впливом новоутворення виникають за коротший час і хвороба швидко прогресує.

До групи промоторів входять різні види токсичних речовин, що потрапляють в наш організм зовні. На жаль, також сполуки, синтезовані людським організмом, можуть працювати таким чином. Цитокіни, естрогени та інші ендогенні речовини можуть стимулювати розвиток новоутвореного ураження.

Гени, пов’язані з неопластичним процесом

Рак - це захворювання, що мають генетичне походження. Шкідливі процеси, що відбуваються під час цих захворювань, є наслідком пошкодження ДНК, тобто генетичної інформації. Ці зміни впливають не на весь організм, як у разі спадкових генетичних захворювань, а лише на змінену тканину.

Від наших предків ми можемо успадкувати окремі гени, що збільшують ризик захворювання. Однак ви не можете успадкувати рак від батьків.

У процесі новоутворення специфічні типи генів, пов'язані з контролем стабільності ДНК та життєвим циклом клітини, зазнають мутацій. Ми можемо перерахувати такі типи:

• онкогени
• мутовані гени, що відповідають за відновлення ДНК - мутатор
• мутовані супресорні гени або антионкогени

Читайте також: Рак та гени. Спадкові новоутворення. Перевірте, чи не ризикуєте ви

Що таке онкогени?

Онкогени - це гени, діяльність яких призводить до перетворення здорової клітини в ракову клітину. Вони виникають із пошкоджених прото-онкогенів, які є правильними версіями генетичної інформації. Вони відповідають за:

• хід клітинного циклу
• контроль процесу диференціювання та розмноження клітин
• апоптоз, тобто процес самогубства клітин

Ці клітинні процеси порушуються, коли прото-онкоген перетворюється в онкоген.

Читайте також: Ракова клітина - чим вона відрізняється від здорової клітини?

Що таке мутантні мутаторні гени?

Мутаторні гени - це гени відновлення ДНК, також відомі як зберігачі геномів. У здоровій клітині вони захищають генетичний матеріал від пошкодження. Якщо в них є мутація, ДНК не захищена, і нові пошкодження з’являються швидкими темпами. Згодом клітина мутує все інтенсивніше і процес канцерогенезу прискорюється.

Що таке супресорні гени?

У здоровій клітині супресорні гени блокують клітинний цикл і його поділ. Коли клітина стає дефектною через пошкодження, ці гени блокують її перехід до наступної стадії циклу, що веде до розмноження. Це пов’язано з синтезом спеціальних блокуючих білків. Завдяки супресорним генам пошкоджені клітини не розмножуються і не завдають шкоди організму.

Карценогенез призводить до порушення цього захисного механізму. Під час нього гени-супресори мутують. Як наслідок, ракові клітини продовжують безконтрольно ділитися, незалежно від пошкодження.

Роль вірусів у новоутворенні

Деякі віруси мають здатність ініціювати процес карценогенезу. Це пов’язано з тим, як ці мікроорганізми розмножуються. А саме вони не здатні дублюватися самостійно. Для розмноження віруси вставляють свою ДНК в генетичний матеріал клітини-господаря. Потім на основі імплантованої інформації синтезуються нові мікроорганізми.

Іноді під час цього процесу пошкоджується ДНК, що містить дані про нормальний клітинний цикл. Така заражена клітина може безконтрольно ділитися, одночасно відтворюючи щеплений генетичний матеріал вірусу. Таким чином, він вступає на шлях утворення раку.

Серед вірусів, здатних запускати процес карценогенезу, можна відзначити:

• ВПЛ - вірус папіломи людини
• вірус гепатиту В.
• вірус гепатиту С.

Ми можемо захиститися від онкогенних вірусів ВПЛ та вірусів гепатиту В за допомогою захисних щеплень.

Читайте також: ВПЛ, EBV, HBV та HCV - віруси, які можуть призвести до раку

Знання про процес карценогенезу - значення для здоров'я

Розуміння молекулярних основ карценогенезу змінило наше уявлення про рак. Завдяки цьому можливі нові методи лікування, наприклад, цілеспрямована терапія.

Зі знань про стадії формування раку можна зробити суттєві висновки щодо профілактики та діагностики онкологічних захворювань. Зміни на етапі ініціювання можна усунути захисними процесами у здоровому організмі. У нашому організмі приховані клітини на стадії ініціації можуть ховатися протягом багатьох років, які можуть активізуватися і перерости в новоутворення. З цієї причини здоровий спосіб життя важливий у профілактиці онкологічних захворювань.

Читайте також: Рак: профілактика, діагностика та лікування раку

Іншим важливим аспектом є необхідність ранньої діагностики. На етапі просування пошкодження можна видалити хірургічним шляхом після виявлення з хорошим прогнозом для повного одужання. Коли пухлина прогресує, вона стає злоякісною. Така зміна здатна метастазувати. Лікування захворювання на цій стадії складніше, а прогноз значно гірший.

Література

1. Канцерогенез, Анна Курчек, e-biotechnologia.pl
2. Молекулярна основа канцерогенезу, https://www.mp.pl/artykuly/10567,molekularne-podstawy-karcinogenezy
3. Кассандра Вілліард. Як зростає рак? «Світ науки». немає. 9 (241), с. 16-17, вересень 2011. Prószyński Media

Про автора

Сара Яновська, магістр, докторант міждисциплінарних докторських студій у галузі фармацевтичних та біомедичних наук Люблінського медичного університету та Інституту біотехнологій у Білостоці. Вона здобула ступінь магістра, захистивши дисертацію у галузі фармацевтичної ботаніки щодо антиоксидантних властивостей екстрактів, отриманих із двадцяти видів мохів. В даний час у своїй дослідницькій роботі він займається синтезом нових протиракових речовин та вивченням їх властивостей на клітинних лініях раку. Два роки вона працювала магістром фармації у відкритій аптеці.