(Fioletowe komórki raka piersi ulegają samozniszczeniu. Khuloud T. Al-Jamal i Izzat Suffian)

W czasie, który zajmie ci przeczytanie tego artykułu, miliony komórek twojego ciała umrą w wyniku mechanizmu samozniszczenia znanego jako zaprogramowana śmierć komórki. Proces ten jest częścią normalnego zdrowego funkcjonowania organizmu i służy do eliminacji komórek, które nie są już potrzebne lub które zostały uszkodzone w taki sposób, że ich dalsze istnienie może stanowić zagrożenie.

Podczas naszego rozwoju od pojedynczych zapłodnionych komórek do embrionów i dalej, zaprogramowana śmierć komórki odgrywa kluczową rolę w rzeźbieniu struktur anatomicznych. Pomaga uformować wszystkie części naszego ciała z palców rąk i nóg (zabierają umierające komórki taśma między cyframi w miarę rozwoju) do złożonej sieci połączeń między neuronami w naszych mózgach. Dla rozwijającego się zarodka śmierć niektórych komórek jest tak samo ważna jak przetrwanie innych.

Kiedy jesteśmy w pełni dorośli, zaprogramowana śmierć komórki odgrywa ważną rolę w ciągłej odnowie tkanki, takiej jak szpik kostny i wyściółka jelita. Działa również jako mechanizm nadzoru – odsiewa komórki, które zostały naruszone przez infekcję wirusową lub mutację genetyczną.

Apoptoza: schludny system utylizacji

apoptoza, jeden z głównych mechanizmów zaprogramowanej śmierci komórki, swoją nazwę wzięło od greckiego słowa używanego do opisu zrzucania liści lub płatków. Po raz pierwszy została zidentyfikowana w połowie XIX wieku, ale nasze współczesne rozumienie jej pochodzi z 19 roku i pionierskiej pracy Johna Kerra, Andrew Wyllie i Alastaira Currie, pracujących wówczas na Uniwersytecie w Aberdeen.

Pokazali że podczas tego procesu zawartość martwej komórki jest starannie pakowana, aby została wchłonięta do recyklingu przez specjalistyczne białe krwinki. Ten bardzo skuteczny system usuwania odpadów jest ważny, ponieważ jakikolwiek wyciek zawartości komórki może spowodować uszkodzenie otaczającej tkanki poprzez wywołanie stanu zapalnego.

Teraz wiemy, że proces apoptozy jest złożonym łańcuchem zdarzeń, który obejmuje wiele różnych enzymów i białek. Zaczyna się od sygnału, że coś jest nie tak z komórką lub że stało się zbędne. Czasami sygnał do śmierci jest wytwarzany przez układ odpornościowy, ale może pochodzić z samej skazanej na zagładę komórki.

Wiadomość, że komórka musi umrzeć, spada kaskadowo, aby aktywować enzymy, zwane kaspazy, które leżały w nim uśpione. Ci „kaci” rozpoczynają następnie proces demontażu komórki zgodnie z genetycznie zakodowanym programem, a dramat rozwija się zgodnie z wcześniej ustaloną sekwencją.

Jednak tak jak ważne jest, aby pozbyć się niechcianych lub potencjalnie szkodliwych komórek, ważne jest również, aby zdrowe komórki nie były niepotrzebnie eliminowane. Dlatego komórki wytwarzają również sygnały przeżycia, które są w stanie zakłócić wiadomość o popełnieniu samobójstwa, a to właśnie dostrojona równowaga między sygnałami śmierci i przetrwania ostatecznie determinuje los komórki.

Zakłócona równowaga

W przypadku raka, co najważniejsze, delikatna równowaga między podziałem komórki a śmiercią komórki zostaje zakłócona na korzyść zbyt dużego podziału i zbyt małej śmierci. Zakłócenie apoptozy jest wspólny dla wszystkich nowotworów ponieważ niekontrolowana proliferacja komórek charakterystyczna dla choroby – na przykład powodująca nowotwory – byłaby zwykle wyzwalaczem do zainicjowania programu samozniszczenia apoptozy.

Normalnie funkcjonująca apoptoza doprowadziłaby zatem do śmierci komórek rakowych, zanim wyrządzą one jakąkolwiek szkodę. Ale zamiast tego komórki rakowe tłumią apoptozę, albo zakłócając sygnały, które mówią komórce, by się zniszczyła, albo wzmacniając sygnały, które mówią jej, że ma przeżyć.

Tłumienie apoptozy przez komórki rakowe może utrudnić leczenie, ponieważ z definicji takie komórki są trudniejsze do zabicia. Jednak przetrwanie nowotworów zależy od nieaktywnych szlaków apoptotycznych i jest to luka, którą można wykorzystać w leczeniu raka. Reaktywuj te szlaki, a komórki rakowe mogą umrzeć.

Naukowcy opracowali już leki przeciwnowotworowe, które mogą właśnie to zrobić, albo przez: tłumienie sygnałów przetrwania lub przywrócenie funkcji wywołujących śmierć, z obiecującymi wynikami.

Ta praca jest wciąż na wczesnym etapie, a jednym z głównych wyzwań do pokonania jest szeroki zakres różnych sposobów, w jakie komórki rakowe zakłócają apoptozę – użyj leku, aby odciąć jeden z nich, a komórki rakowe mogą, podobnie jak hydra, przetrwać przez zacząć używać innego.

Niemniej jednak przeszliśmy długą drogę w ciągu ostatnich czterech dekad i w miarę doskonalenia naszej wiedzy na temat złożonych obwodów układu apoptotycznego, opracowane zostaną skuteczniejsze metody leczenia raka.

Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w Konwersacje.
Czytaj oryginalny artykuł.

O autorze

Sarah Allinson jest starszym wykładowcą na Uniwersytecie Lancaster. Od dziesięciu lat prowadzi badania nad rakiem na Lancaster University, otrzymując w 2004 r. stypendium North West Cancer Research Fellowship. Karierę rozpoczęła jako chemik, uzyskując doktorat z chemii kwasów nukleinowych na Uniwersytecie w Southampton, po czym przeniosła się do pracy nad Naprawa DNA w Medical Research Council w Oxfordshire. Jej badania koncentrują się na reakcjach komórek na uszkodzenia ich materiału genetycznego, ze szczególnym uwzględnieniem skutków promieniowania ultrafioletowego, głównej przyczyny raka skóry. Sarah prowadzi również wykłady na Uniwersytecie na temat genetyki i biologii raka oraz współpracuje z lokalną organizacją charytatywną North West Cancer Research nad działaniami społecznymi mającymi na celu podniesienie świadomości na temat problemów związanych z rakiem.

Oświadczenie o ujawnieniu: Sarah Allinson nie pracuje dla, nie konsultuje się, nie posiada udziałów ani nie otrzymuje finansowania od żadnej firmy lub organizacji, która skorzystałaby z tego artykułu i nie ma odpowiednich powiązań.

Zalecana książka:

Nasza skradziona przyszłość: czy zagrażamy naszej płodności, inteligencji i przetrwaniu? — naukowa opowieść detektywistyczna...
autorstwa Theo Colborna, Dianne Dumanoski i Johna Petera Meyersa.

Ta praca dwóch czołowych naukowców zajmujących się ochroną środowiska i nagradzanego dziennikarza pokazuje, gdzie Rachel Carson Cicha wiosna przerwane, oferując dowody na to, że syntetyczne chemikalia mogły zakłócić nasze normalne procesy reprodukcyjne i rozwojowe. Zagrażając fundamentalnemu procesowi, który utrwala przetrwanie, te chemikalia mogą w niewidoczny sposób osłabiać rasę ludzką. To konto śledcze identyfikuje sposoby, w jakie zanieczyszczenia zakłócają ludzkie wzorce rozrodcze i bezpośrednio powodują takie problemy, jak wady wrodzone, nieprawidłowości seksualne i niepowodzenia w rozrodzie.

Kliknij tutaj aby uzyskać więcej informacji i / lub zamówić tę książkę na Amazon.