Мятежная клетка. Рак, эволюция и новая наука о жизни

Примерно в то же время, когда Холстед размахивал ножом по всем Соединенным Штатам в надежде остановить метастазы, британский хирург Стивен Пэджет размышлял о том, откуда вообще берется это явление. Изучив протоколы вскрытия тел 700 женщин, скончавшихся от метастатического рака молочной железы, он отметил, что болезнь имеет тенденцию распространяться на одни органы, не затрагивая при этом другие. Почему раковые клетки предпочитают в качестве «второго дома» кости и легкие, а не селезенку? И если вторичный рак, как тогда считалось, возникает из-за скопления раковых клеток, застрявших в крошечных кровеносных сосудах, то почему их мишенью оказывается печень, а не почка, которая выполняет грязную работу по фильтрации целых галлонов крови ежедневно? И по какой причине у разных типов рака проявляются различные предпочтения? Пэджет пояснял свои наблюдения, проводя аналогию с семечком и почвой: «Когда растение дает семена, они разносятся во всех направлениях, но прорастают и выживают только в том случае, если попадут на благоприятную почву».

За последние сто лет мы начали глубже понимать молекулярную природу тех «семян», о которых метафорически рассуждал Пэджет. В этом нам помогли карты мутаций в раковых клетках и анализ генетических различий между опухолями, которые распространяются и которые не распространяются. Составление родословных для первичных опухолей и последующих метастазов показало, что некоторые вторичные раковые образования произрастают из «посева», произведенного лишь одной или несколькими генетически идентичными клетками, подобными смелым обезьянам, которые добрались до Южной Америки, в то время как другие вторичные опухоли провоцируются более разнообразной группой клеток, начинающих работать сообща. Эти блуждающие клетки отнюдь не обязательно должны происходить из большой первичной опухоли. Так, исследование, в котором изучалось более ста образцов опухолей, собранных у 23 пациентов с раком кишечника, распространившимся на печень или на мозг, показало, что в четырех из пяти случаев метастатические семена, скорее всего, впервые были посеяны еще тогда, когда исходная опухоль кишечника была не больше спичечной головки.

Иногда раковые клетки «переезжают» повторно, отделяясь уже от вторичных опухолей и разрастаясь в новых местах. Порой они даже оставляют первичную опухоль, совершают фантастическое путешествие по всему организму, а потом возвращаются обратно «домой». Эта способность к смене «жилища» потенциально может быть использована для лечения онкологических заболеваний – ученые работают над способами вылавливания блуждающих раковых клеток в кровотоке, чтобы посредством инструментов генной инженерии превратить их в смертоносных «двойных агентов», готовых ликвидировать своих товарищей по возвращении «на базу».

Гораздо меньший прогресс был достигнут в выяснении того, чем же определяется восприимчивость почвы, в которую попадут эти семена. Вопрос о том, почему некоторые виды рака предпочитают распространяться в кости, в то время как другие осваивают мозг, печень или легкие, остается одной из величайших загадок, хотя некоторые из этих секретов понемногу начинают раскрываться.

Раковые клетки не только повреждают здоровые ткани, расположенные непосредственно вокруг них, но также «обрабатывают» нормальные стволовые клетки крови, заставляя их становиться своими сообщниками. Делаясь объектами манипуляции, такие клетки сосредоточиваются в укромных уголках и трещинках в костях и прочих органах, получая инструкции в форме химических веществ, вбрасываемых в кровоток их «командиром» – первичной опухолью, и подготавливая новый удобный дом для тех мигрирующих раковых клеток, которые будут перемещаться поблизости. Впрочем, нет никаких гарантий, что новое место «переселенцам» понравится.

В настоящее время известно, что в организмах большинства онкологических больных скрываются многочисленные крошечные микрометастазы, хотя подавляющее большинство из них никогда не разовьется во вторичную опухоль. Здесь все еще работают прежние принципы клеточного сообщества: здоровая ткань с хорошо упорядоченной структурой держит под контролем клетки-«мошенницы», где бы те ни появились. Отсюда, кстати, вполне логично вытекает то, что воспаленная, поврежденная или стареющая ткань вполне может оказаться привлекательным местом для блуждающих раковых клеток или подталкивать крошечные спящие опухоли к пробуждению и росту.

Интересная догадка о том, как все это может работать, была высказана в конце 2018 года группой ученых из лаборатории Колд-Спринг-Арбор в Нью-Йорке. Используя мышей в качестве модельных носителей человеческих опухолей, они рассеяли единичные клетки рака молочной железы в легких этих грызунов (типичное место появления метастазов) и наблюдали за тем, перерастут ли какие-либо из них во вторичные опухоли или нет. После восьми месяцев наблюдений они так и не получили результата – вообще никакого. Раковые клетки никуда не делись, но они бездействовали, оставаясь спящими.