В материале мы поговорим о том, что новое понимание рака меняет для всех нас

N+1Наука

Изменчивый враг

Сломанные хромосомы, клеточные бури и многоликие опухоли: что мы знаем о генетике рака сегодня

Эдуард Кацман

Еще не так давно ученые надеялись найти секрет победы над раком в изучении отдельных мутаций. Оказалось, однако, что изменения в геноме, превращающие обыкновенную клетку в раковую, многочисленны, сложны и разнообразны. Каждая опухоль — уникальная генетическая мозаика, а раковые клетки эволюционируют прямо в организме пациента. В этом материале мы поговорим о том, что новое понимание рака меняет для всех нас.

В проекте «Биодизайн» вместе с Сеченовским Университетом мы рассказываем, как медицина становится все более персонализированной, зачем нам нужны биобанки и есть ли они в России, а также сможем ли мы отказаться от исследований на мышах, собаках и обезьянах.

Часть 1. Рак — это мутации

О том, что причина рака — сбой механизмов передачи наследственной информации, ученые начали догадываться больше сотни лет назад. С середины XIX века начала формироваться мутационная теория рака. Традиционно ее историю отсчитывают с работы немецкого биолога Теодора Бовери Zur Frage der Entstehung maligner Tumoren («Об истоках злокачественных опухолей»). В ней Бовери предположил, что опухоли возникают вследствие потери ключевых клеточных характеристик. Однако Бовери не мог знать, какова природа этих потерь. Он описывал в первую очередь роль хромосомных аномалий, но предполагал, что опухоли могут возникать и в результате таких генетических изменений, которые не затрагивают целые хромосомы и которые по этой причине невозможно обнаружить, исследуя хромосомы под микроскопом.

Рис. 1. Механизм деления клетки. Иллюстрация метода Теодора Бовери — комбинации техники окрашивания, наблюдений под микроскопом и зарисовок Boveri, T. Zellenstudien II: Die Befruchtung und Teilung des Eies von Ascaris megalocephala. Jenaer Zeitschrift für Naturwissenschaft 22, 685–882, plates XIX–XXIII (1888)

От хромосом — к отдельным генам

Бовери не занимался исследованием рака у человека — к этому приступили его последователи и спустя полвека обнаружили подтип рака, развитие которого бывает связано с заметной деформацией хромосомы. Это была одна из разновидностей хронического миелоидного лейкоза (CML). Необычно маленькую хромосому, встретившуюся ученым Питеру Новеллу и Дэвиду Хангерфорду в лейкоцитах больных CML, назвали по городу, где проводили исследования, — филадельфийской хромосомой.

В 1973 году американская исследовательница генетики рака Джанет Роули объяснила природу деформации филадельфийской хромосомы. Используя относительно простые техники окрашивания препаратов — Роули часто подчеркивала, что для ее исследований не требовалось «космических» технологий, — она показала, что филадельфийская хромосома есть результат транслокации — мутации, при которой участок хромосомы переносится на другую, негомологичную хромосому. В случае с филадельфийской хромосомой это был перенос генетического материала с 9-й на 22-ю хромосому, и наоборот.

История исследования филадельфийской хромосомы прекрасно отражает прогресс в изучении механизмов онкогенеза. Спустя 20 лет после работы Роули были описаны конкретные гены, на активность которых влияет транслокация 9-й и 22-й хромосом. Было показано, что в результате транслокации образуются химерные гены — комбинации нуклеотидных последовательностей BCR 22-й хромосомы и протоонкогена ABL 9-й хромосомы. Продукты экспрессии этих химерных генов связаны с развитием разных подтипов лейкемии.

Дженет Роули. В левом верхнем углу — структура домена Abl-киназы (синим цветом) в комплексе с ингибитором тирозин-киназы 2-го поколения нилотинибом (красным цветом). Нилотиниб и другие ингибиторы тирозин-киназы нашли применение в терапии хронического миелолейкоза — заболевание, характерезующееся Филадельфийской хромосомой, механику которой объяснила Роуи. University of Chicago Medicine, University of Pennsylvania School of Medicine, Wikipedia

Гены, ответственные за рак

Исследователи, которые продемонстрировали, как химерные гены BCR/ABL влияют на развитие лейкоза, опирались на работы своих предшественников, которые показали, какие генетические изменения приводят к развитию рака и как они это делают. Пионерами в разработке той теории была группа американских исследователей Калифорнийского университета: Джон Бишоп, Харолд Вармус и Доминик Стеелин. Они исследовали известный с начала XX века вирус, вызывающий рак у кур.

Бишоп и Вармус открыли куриный ген, аналогичный гену ретровируса, после встраивания которого в ДНК у кур развивалось заболевание. Дальнейшие исследования структуры обоих генов показали, что в вирусном варианте отсутствовал ингибиторный участок, регулирующий активность гена. Ген src (от английского sarcoma — «саркома») кодирует протеинкиназу — фермент, который участвует в ответе на факторы роста в ходе нормального развития организма. Вирусный вариант этого гена стимулирует деление клеток даже в отсутствие факторов роста. Другими словами, нормальные гены, претерпевшие изменения структуры и функции, могут вызывать рак. За это открытие Бишоп и Вармус получили в 1989 году Нобелевскую премию по физиологии и медицине.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

CAR-NK-терапия из донорских стволовых клеток помогла пациентке с системной склеродермией CAR-NK-терапия из донорских стволовых клеток помогла пациентке с системной склеродермией

Исследователи сообщили об успешном лечении тяжелой системной склеродермии

N+1
«Это танк для апокалипсиса»: что говорят иностранцы о машинах из России «Это танк для апокалипсиса»: что говорят иностранцы о машинах из России

Как иностранцы реагируют на выпущенные в России автомобили

РБК
Колорадские жабы оказались под угрозой из-за высокого спроса на их психоактивный яд Колорадские жабы оказались под угрозой из-за высокого спроса на их психоактивный яд

Почему снижается численность колорадских жаб

N+1
Как страх атомной бомбы и СССР породили фильмы ужасов 1950-х. Интересный факт! Как страх атомной бомбы и СССР породили фильмы ужасов 1950-х. Интересный факт!

Некоторые персонажи проникли в массовое сознание после Второй мировой

ТехИнсайдер
Мемолог или вайб-менеджер: какие новые профессии придумал российский бизнес и зачем Мемолог или вайб-менеджер: какие новые профессии придумал российский бизнес и зачем

Какие необычные позиции появились в российских компаниях за последние пару лет

Forbes
Хроники потерянного человека Хроники потерянного человека

Николай Досталь и его герои

Weekend
Подросток попал в плохую компанию: как это понять и помочь ребенку Подросток попал в плохую компанию: как это понять и помочь ребенку

Ребенок резко изменился, стал грубить и убегать из дома без спроса?

Psychologies
Стриптизерша Кэрри Рояль об отношениях с принцем Гарри: «Когда девочек привели к нему, он был уже голый» Стриптизерша Кэрри Рояль об отношениях с принцем Гарри: «Когда девочек привели к нему, он был уже голый»

Скандальные мемуары принца Гарри «Запасной» наделали много шума

Maxim
Новое поколение аргентинской музыки: что известно о соавторе дисса Шакиры на Пике Новое поколение аргентинской музыки: что известно о соавторе дисса Шакиры на Пике

Кто такой диджей и продюсер Bizarrap?

Правила жизни
Бархатная кибитка. Роман о детстве Бархатная кибитка. Роман о детстве

Глава из новой книги Павла Пепперштейна — романа-воспоминания

СНОБ
Галина Юзефович x Феликс Сандалов Галина Юзефович x Феликс Сандалов

Меня утешает мысль, что оставленные книги могут случайно попасть в нужные руки

СНОБ
4 главных мифа о спорте для похудения 4 главных мифа о спорте для похудения

Чтобы спорт помог вам похудеть, нужно понимать некоторые нюансы

ТехИнсайдер
Актриса, которой уже не хватает: 10 лучших фильмов Инны Чуриковой Актриса, которой уже не хватает: 10 лучших фильмов Инны Чуриковой

«Правила жизни» вспоминают 10 самых ярких ролей Инны Чуриковой.

Правила жизни
«Экзамен сдал, но на троечку»: как чат-бот ChatGPT пытался выпуститься из университетов «Экзамен сдал, но на троечку»: как чат-бот ChatGPT пытался выпуститься из университетов

С простыми экзаменационными вопросами ChatGPT справляется не хуже студентов

VC.RU
Таинственный остров возник посреди океана: оказалось, что он полон неизвестной науке жизни Таинственный остров возник посреди океана: оказалось, что он полон неизвестной науке жизни

Появление нового острова дает возможность узнать, как зарождаются экосистемы

ТехИнсайдер
«Ординарные», «ни то ни сё» и «перлы»: как мужчины относились к женщинам в XIX веке «Ординарные», «ни то ни сё» и «перлы»: как мужчины относились к женщинам в XIX веке

Ты наверняка слышала слово «волокиты», но знаешь ли ты, что оно означает?

VOICE
Календарь автомобилиста. Что изменится для водителей в 2023 году Календарь автомобилиста. Что изменится для водителей в 2023 году

Какие новые правила дорожного движения вступят в силу в 2023 году

РБК
Марго Гритт: «Вторжение». Рассказ из сборника Марго Гритт: «Вторжение». Рассказ из сборника

Рассказ Марго Гритт о хрупкости внутреннего мира современного человека

СНОБ
«Детка, я решу все твои проблемы»: что больше всего возбуждает женщин в мужчинах «Детка, я решу все твои проблемы»: что больше всего возбуждает женщин в мужчинах

Как наши сексуальные фантазии способны изменить жизнь до неузнаваемости

Psychologies
3 простых способа сохранить молодость вашего мозга 3 простых способа сохранить молодость вашего мозга

Есть несколько способов сохранить работоспособность нашего мозга с годами

ТехИнсайдер
Пара хищников терроризирует больших белых акул у побережья Африки, вырывая печень и пожирая сердца Пара хищников терроризирует больших белых акул у побережья Африки, вырывая печень и пожирая сердца

Кого боятся белые акулы?

ТехИнсайдер
Что такое слепые прослушивания и помогают ли они бороться с дискриминацией Что такое слепые прослушивания и помогают ли они бороться с дискриминацией

Действительно ли слепые отборы работают?

Forbes

Самые странные вещи, которые они американцы говорили иностранцам

VOICE
Как вернуть натуральный цвет волос: вместе с парикмахером разбираем 4 типичных случая Как вернуть натуральный цвет волос: вместе с парикмахером разбираем 4 типичных случая

Как быстро и безболезненно вернуться к своему натуральному оттенку волос?

VOICE
Нужны витамины? 4 признака того, что пора проконсультироваться с врачом о приеме добавок Нужны витамины? 4 признака того, что пора проконсультироваться с врачом о приеме добавок

Основные признаки нехватки витаминов в организме

VOICE
Старая форма, которую нужно перешивать, и «полная антисанитария ночью»: как работают в ресторанах «Вкусно — и точка» Старая форма, которую нужно перешивать, и «полная антисанитария ночью»: как работают в ресторанах «Вкусно — и точка»

Что интересного в процессе труда во «Вкусно — и точка»

VC.RU
Ужасные подростки и вынужденные улыбки: что изучают женщины-социологи Ужасные подростки и вынужденные улыбки: что изучают женщины-социологи

Легендарные женщины-ученые, чьи исследования стали классикой в социологии

Forbes
4 способа ездить на собаках 4 способа ездить на собаках

Да, на собаках можно ездить, причем не только зимой

Maxim
В Фиванском некрополе обнаружили гробницу членов царской семьи времен XVIII династии В Фиванском некрополе обнаружили гробницу членов царской семьи времен XVIII династии

Археологи сообщили об открытии в Фиванском некрополе ранее неизвестной гробницы

N+1
Неожиданные факты о советских «панельках» — вы удивитесь! Неожиданные факты о советских «панельках» — вы удивитесь!

Знаете, зачем в квартирах панельных домов устанавливали двойные двери?

ТехИнсайдер
Открыть в приложении