Мятежная клетка. Рак, эволюция и новая наука о жизни

После этого исследователи ввели животным бактериальные химические вещества, имитирующие эффект тяжелой инфекции легких. И вот тогда раковые клетки незамедлительно начали перерастать в новые опухоли. То же самое произошло и после того, как мышей подвергли воздействию сигаретного дыма. Любопытно, что ни бактерии, ни дым не воздействовали на раковые клетки напрямую. Вместо этого они активировали особые клетки, отвечающие за иммунную реакцию на воспаления (нейтрофилы), заставляя их выделять микроскопические молекулярные сети ДНК и белков. Запутавшись в паутине нейтрофилов, раковые клетки просыпаются и вступают в схватку с ними, увеличиваясь в количестве с максимально возможной скоростью.

Интересно, что лекарство, которое блокирует один из молекулярных сигналов, запускающих воспаление, уже прошло тестирование в рамках крупномасштабного исследования сердечно-сосудистых заболеваний: оно предназначалось для того, чтобы «успокаивать» воспаленные и закупоренные артерии, вызывающие сердечные приступы и инсульты. Причем препарат не только снизил шансы умереть от болезней сердца: люди, его принимавшие, демонстрировали намного меньше случаев рака легкого, чем можно было ожидать, несмотря даже на то, что многие из больных были курильщиками. Тем не менее другое исследование показало, что распространенные стероидные противовоспалительные препараты, называемые глюкокортикостероидами, способны усугублять распространение рака молочной железы. Несмотря на растущий интерес к противовоспалительным препаратам, столь противоречивые результаты говорят сами за себя: мы пока до конца не разобрались ни в том, что именно превращает блуждающие раковые клетки в метастатические опухоли, ни в том, как блокировать этот процесс.

Интересно было бы поразмышлять и над тем, почему вообще раковые клетки приходят в движение. Возможно, это происходит совершенно случайно – незакрепленные клетки на краю опухоли просто смываются проходящим потоком крови. Однако среди миллионов клеток, ежедневно мигрирующих из опухоли, многие пытаются покинуть свое место по собственной инициативе.

С точки зрения эколога, появление метастазов в раке вполне логично. Животные, в том числе люди, столкнувшись с трудностями на родной территории, мигрируют в поисках таких ресурсов, как пища или жизненное пространство; при этом они, рискуя жизнью, преодолевают тысячи миль в надежде обеспечить лучшую долю для себя или своего потомства. Виды тоже могут сниматься с насиженных мест из-за порчи климата или отсутствия безопасности. В плотно упакованной токсичной среде опухоли способны выжить лишь самые приспособленные и наиболее выносливые клетки. Многие из них умрут, но по мере того, как пища и кислород начнут иссякать, а иммунные хищники будут становиться все более назойливыми, некоторые раковые клетки решатся попытать удачу в другом месте.

Клетки не обладают разумом, и потому речь идет не об активном «выборе» в том смысле, в каком мы его понимаем: здесь в основе возбуждения лежат фундаментальные биологические причины. Например, для клеток важен уровень содержания в их среде различных химических веществ – сахара, кислорода и молекулярных «строительных кирпичиков» в лице аминокислот, и поэтому они будут тяготеть к перемещению, если таковое возможно, в те зоны, которые более богаты этими благами. Указанное обстоятельство говорит также и о том, что благонамеренная, но ошибочная идея «уморить рак голодом», манипулируя доступом к питательным веществам, подобным сахару, на деле может принести больше вреда, чем пользы. Помимо того что этого очень трудно добиться, ибо наши тела в ходе эволюции отлично выучились извлекать сахар откуда только можно, попытка «уморить» болезнь, скорее всего, усугубит ее распространение, поскольку раковым клеткам придется самим отправиться на поиски питательных веществ. Аналогичным образом выдаваемые пациентам рекомендации исключить из рациона легкоусвояемый сахар способны в конечном итоге лишить их ценного источника энергии, необходимого для исцеления.

Мне как твердолобому биологу нелегко признаваться себе в том, что естественные науки тоже способны обогащать нас информацией о метастазах. По мере того как развитие технологий открывает возможность исследовать физические свойства биологических структур, ученые начинают выяснять, как это влияет на способность рака зарождаться и распространяться.

Как ни парадоксально, раковые клетки на самом деле более нежные и податливые, чем здоровые, хотя опухоли обычно проявляются в виде плотных комков в более мягких нормальных тканях. Это обусловлено фибробластными наполнителями и липким внеклеточным матриксом стромы опухоли, обеспечивающими прочную основу, через которую мягким раковым клеткам будет легче перемещаться; чтобы получить аналогию, представьте себе спринтера, бегущего по влажному и плотному песку пляжа, а не по сухим и зыбучим песчаным дюнам.