Цитология.su
Цитология - наука о клетке
Главная Цитология История Клетка Микроскопия Учёные Задачи цитологии Медицина Обратная связь Карта сайта
Aльтернативные парадигмы
15 Января 2014
1

Накопление фактов, противоречащих теории онкогена, ставит вопрос о пересмотре принципов, лежащих в основе представлений о механизме трансформации. Что же следует сохранить в новой теории, а что откинуть как неподтвердившееся? Теоретическая конструкция - это своего рода некоторая «упаковка», или организация фактов. При хорошей упаковке каждый факт находит свое место, при плохой - многие факты не получают объяснения.

Причины выживания старых теорий различны. Если старая теория плохо объясняет данные, но отсутствует альтернативная, то она будет сохраняться, несмотря на противоречия с фактами.

Более рациональное, конструктивное отношение к старой теории состоит не в отбрасывании ее, а в сохранении рационального зерна в новой теории. В этом состоит историческая и логическая преемственность: рациональная идея старой теории не умирает, а развивается, но в другой теории, приобретая более совершенную структуру, при этом новая основа может значительно отличаться от старой теории. Метод, согласно которому в новую теорию вбираются все рациональные идеи предыдущих концепций, можно назвать синтетическим, конструктивным подходом при построении общей теории рака. В этом случае общая модель будет соответствовать требованию исторической преемственности, она будет вбирать в себя все ценное, созданное в предшествующих концепциях.

Теория онкогена основывается на принципе трансформации, который был выдвинут еще мутационной концепцией. Общепринятая традиционная схема трансформации состоит в том, что канцерогены при контакте с клеткой, проникая в нее, вызывают необратимые, наследственные изменения генома в 3 - 4 онкогенах (либо иные повреждения генома), что приводит к патологической активизации онкогенов, т.е. активизация онкогенов рассматривается как результат нарушения структурной основы наследственности в результате мутаций.

В основе такого подхода лежит идея о необратимом повреждении генома клетки при раке. Канцерогены, согласно постулированному механизму трансформации, являются генотоксическими факторами, поэтому негенотоксические канцерогены в эту схему не вписываются. Схематично эту идею можно изобразить так:

Эту схему и принцип трансформации, основанный на ней, можно назвать прямолинейным принципом трансформации. Таким образом, в основе механизма трансформации в теории онкогена лежит мутационная концепция. Поэтому все возражения против мутационной концепции в равной мере относятся и к теории онкогена. Новое, что вносит теория онкогена, — это выявление онкогенов и установление связи между активизацией онкогенов и злокачественными свойствами опухолевой клетки, сам же механизм трансформации остался старым, основанным на представлении о роли мутаций как причине необратимости трансформации.

Как же повреждения ДНК могут вызвать злокачественный рост? Попытки ответить на этот вопрос так, чтобы объяснить все формы рака, породили концепцию -«раковых генов». Раковые гены — это компоненты нормального клеточного генома, деятельность которых выходит из-под контроля или усиливается под действием различных канцерогенов и, таким образом, ответственна за аномальное поведение раковых клеток. Теория считает раковые гены не чужеродными, а нормальными генами, но вышедшими из-под контроля; канцероген повреждает либо раковый ген, либо ген, который в нормальных условиях регулирует активность раковых генов (Бишоп, 1983)

Однако в теории онкогена имеется много подводных камней и противоречий с экспериментальными данными. Одна из основных трудностей практического и методологического порядка состоит в объяснении феномена обратимости трансформации, т.е. способности раковых клеток нормализоваться при днффе-ренцировке, теряя злокачественность. Другим аргументом против теории онкогена является наличие в тканях стволовых клеток, обладающих активизированными онкогенами и раковым фенотипом. Все то, что описывает теория онкогена как механизм трансформации, разрушается тем обстоятельством, что полный набор злокачественных свойств, который должен был бы появиться у клетки в результате 3 — 4 мутаций, уже наличествует в стволовых клоногенных клетках, они клоногенны, минимально дифференцированы, иммортализованы, обладают автономным делением (аутокринная стимуляция митоза) и активизированными онкогенами. Последнее обстоятельство, т.е. наличие активизированных онкогенов, делает понятным, почему они идентичны раковым клеткам. Отсюда следует, что раковые клетки могут возникать не «окружным путем», через мутации, а прямым. Если стволовые клетки по своим имманентным свойствам идентичны раковым клеткам, то механизм трансформации осуществлен не за счет генетических повреждений, а за счет нарушения тканевого контроля и неконтролируемого деления кло-ногенных клеток.

Что касается мутаций, выступающих, как предполагается, в качестве механизма трансформации, то получены многочисленные данные, которые противоречат мутационной концепции. Трансформация клеток, культивируемых вне организма, — как спонтанная, так и индуцированная действием химических канцерогенов — протекает с частотами в 10—100 раз более высокими, чем частоты генных мутаций в этих же клетках. Несовпадение частот трансформации и частот генных мутаций, по мнению ряда ученых, не позволяет считать, что генные мутации являются непосредственной причиной злокачественной трансформации клеток (Бахтин и др., 1987).

Признается, что теория онкогена вобрала в себя предшествующие концепции, поэтому, чтобы выдвинуть теорию, основанную на ином принципе трансформации, нужна принципиально новая идея механизма трансформации. Такой идеей и выступает принцип нарушения тканевого контроля (гомеостаза) пролиферации и неконтролируемого злокачественного роста клоногенных, низко-дифференцированных клеток.

Ряд авторов считает, что теория онкогена уже представляет собой общую теорию либо близка к этому. Однако такую оценку молекулярно-генетической теории разделяют не все авторы. «Общая теория канцерогенеза, — пишет Л.Л.Киселев (1986, с.242), — еще не построена, а обилие достоверных и существенно новых наблюдений еще не переросло в теоретическое обобщение, приемлемое для большинства специалистов».

Такую же характеристику дают И.Ф.Сейц и П.Г.Князев (1986, с.151—219), они пишут: «При несомненных конкретных, частных успехах точный молекулярный механизм действия канцерогенных веществ еще не раскрыт... Открытие онкогенов дало прямые доказательства роли изменений ДНК в инициации онко-генеза. Однако установление этого факта еще не прояснило, как именно исходные канцерогены осуществляют свое негативное действие. Онкогены, выявленные трансфекцией, по-видимому, представляют последнюю ступень в цепи событий... в то время как первые ступени остаются столь же таинственными, как и раньше». Как видим по этим высказываниям, ведущие специалисты — молекулярные онкологи пока признают непознанность тайны механизма рака.

Давая оценку теории онкогена, Ю.Д.Иващенко и А.И.Быко-рез (1990, с.157) пишут: «По-прежнему остается неясным, в чем суть первого этапа трансформации-инициации; какого типа нарушения в геноме происходят при этом, насколько они специфичны (для клеток, для канцерогена, для возраста и т.д.) и обратимы. Второй этап — промоция — также пока малоизученное явление: либо это достижение количественного порога каких-то изменений, начавшихся после инициации и требующих для своего развития действия промоторов, либо это независимые от инициации события, но проявляющиеся только в клетках, прошедших инициацию и некоторым образом «коммитированных» к экспрессии трансформированного фенотипа и генотипа. Это же относится и к прогрессии». Складывается впечатление, что при всех своих достоинствах и лидерстве теория онкогена не объясняет главного — как же осуществляется трансформация клетки, т.е. она выявила результат трансформации в виде активизации онкогенов, но не способна объяснить, каков механизм достижения такого результата, т.е. как осуществляется трансформация. Согласно Р.Марри (1993, с.356), «...механизмы, с помощью которых промоторы превращают «инициированные» клетки в опухолевые, остаются пока невыясненными».

Методологический просчет и неполнота теории онкогена проявляется в том, что она не учитывает роли предраковых тканевых изменений, связанных с избыточной длительной пролиферацией, таких, как гиперплазия, дисплазия, эрозия и т.д. Эти процессы, согласно клиническим наблюдениям, непосредственно предшествуют и причинно связаны с опухолеобразованием, однако проблема роли предрака в теоретическом плане осталась нерешенной, роль и механизмы предрака остались нераскрытыми. Объяснение, состоящее в том, что в предраке увеличивается количество молодых клеток и поэтому увеличивается вероятность мутаций, не затрагивает сам механизм трансформации. Это означает, что тканевые изменения выносятся за скобки, поскольку сводятся к фону, на котором осуществляется трансформация в виде мутации онкогенов.

Очевидно, для построения общей теории необходимо связать повышенный режим пролиферации с нарушением регуляции тканевого гомеостаза, омоложением клеток, выходом из-под контроля стволовых клеток, в целостную непротиворечивую картину, т.е. необходимо выявить последовательность событий, разрушающих тканевый контроль.

Становится ясно, что с позиции тканевого подхода к идее связи трансформации с активизацией онкогенов можно прийти принципиально иным путем, минуя прямолинейную схему канцерогенеза, т.е. согласно тканевой теории (Черезов, 1987, 1990, 1993) трансформация обусловлена не деструктивными повреждениями ДНК, а выходом из-под контроля стволовых клеток, обладающих активизированными онкогенами при нарушении тканевого гомеостаза. Это означает, что канцерогенность связана не с генотоксическим эффектом, а с промоторным действием канцерогенов. Обосновать это можно тем, что промоторным эффектом обладают все канцерогены, а генетоксическим — лишь некоторые из них. В пользу такой точки зрения говорят данные по нормализации опухолевых клеток при дифференцировке, что опровергает мутационный механизм и соответственно генотоксический эффект как причину трансформации.

На основе большого экспериментального материала группа ленинградских авторов пришла к следующему выводу, они пишут: «Нет никаких бесспорных доказательств того, что структурно-химические изменения в ДНК, вызванные введением канцерогена, действительно являются единственной, необходимой и достаточной причиной малигнизации, а не относятся к разряду сопутствующих явлений... Поэтому мутационный механизм является очень сомнительным» (Цитологические аспекты первичного действия химических канцерогенов. Л., 1982, с. 176).

Такой же вывод делает американский автор (Topal, 1988): по его мнению, в целом нет достаточно данных для вывода о том, что активация онкогенов возникает вследствие индуцированных мутаций в определенной последовательности ДНК.

В работе японских авторов (Sugio et al., 1988) показано, что структура 19 онкогенов не модифицировалась при аденоме или раке, за исключением амплификации гена с-тус, выявленного в одном образце рака, но не в материале аденомы, полученной от того же больного.

К.М.Кроче и Дж.Клейн (1985) установили, что, хотя в клетках лимфомы Беркитта человека происходит несколько различных хромосомных перестроек, белок, кодируемый геном с-тус, во всех случаях качественно один и тот же. Авторы обнаружили, что первый экзон с-тус не участвует в кодировании белка, а кодирующая белок область гена начинается со второго экзона. Из этого следует, согласно авторам, что активация онкогенных свойств гена с-тус не является результатом перестроек при транслокации, следовательно, злокачественный эффект транслокации не связан с каким-либо изменением внутри гена. С нашей точки зрения, это означает, что транслокация и трансформация причинно не связаны между собой.

В исследованиях по нормализации опухолевых клеток было показано (Сакс, 1986), что нарушение хромосом не определяет трансформацию. Авторы задались вопросом: восстанавливается ли нормальное состояние хромосом в лейкемических клетках, в которых искусственно вызваны дифференцировка и прекращение деления? Происходит ли коррекция генетических дефектов или же развитие клетки переключается со злокачественного на нормальное «в обход» этих нарушений? Авторы обнаружили, что в лейкемических миелоидных клетках, принужденных к диффе-ренцировке, аномалии хромосом сохраняются. Следовательно, с помощью индукции дифференцировки остановка злокачественного роста достигается «в обход» тех генетических дефектов, которые нарушили нормальный ход событий дифференцировки и размножения. Вывод, сделанный Л.Саксом, подтверждает нашу точку зрения о том, что генетические повреждения ДНК не являются причиной трансформации. Отличие нашей точки зрения состоит в том, что поскольку нормализация идет «в обход», то нет основания считать, что генетические дефекты являются причиной трансформации.

Возникает вопрос, из какой группы клеток происходят опухолевые клетки: из группы дифференцированных клеток, которые подвергаются генетическим нарушениям при канцерогенном воздействии на ткань, или из группы молодых, появившихся в результате деления стволовых клеток? Если бы опухолевые клетки происходили из пула деструктивных старых клеток, то трансформация носила бы необратимый характер, обратимость же трансформации указывает на происхождение опухолевых клеток из пула стволовых делящихся клеток. Об этом также говорят данные потери способности к пролиферации зрелых клеток. Это означает, что трансформация носит не прямой характер, т.е. осуществляется не путем контакта канцерогена с клеткой и генами, а в результате длительной хронической пролиферации. Иначе говоря, пул поврежденных канцерогенами клеток и пул клеток, выходящих из-под контроля, могут не совпадать. Идея «непрямого» механизма трансформации позволяет объяснить многие факты, не имевшие рационального объяснения, в частности почему в ряде случаев наблюдается отсутствие вирусного генома в раковых клетках при вирусном канцерогенезе.

  


1
Россия 2015