100 великих загадок современной медицины
Шрифт:
На протяжении многих веков никто не мог объяснить, как зарождается рак. Едва ли не первым рациональный подход к пониманию природы рака предложил один из самых известных врачей XIX века, немец Рудольф Вирхов. Он не стал сводить всё к «меланхолии», «черной желчи» или «сгущению слизи», вызвавшему опухоль, а предположил, что рак обусловлен болезнетворными изменениями клеток организма. Его догадка, сделанная в 1858 году, в принципе оказалась верной.
Модель взаимодействия
Ученые поняли это столетие спустя, заглянув внутрь клетки, туда, где в ее ядре скрывается ДНК – генетический код организма. Дефекты этого кода и становятся причиной заболевания.
Важным шагом вперед стало открытие онкогенов – генов, которые, претерпев мутацию, могут способствовать развитию рака. К 2016 году их насчитывалось уже более сотни. Все они влияют на, пожалуй, важнейший процесс, протекающий в клетке: ее деление. Чтобы держать их под контролем, природа создала сложный регуляторный механизм, в котором решающую роль играют антионкогены, то есть гены, сдерживающие развитие опухоли. Те и другие ведут непримиримую борьбу. Дай волю одним, и опухоль начнет разрастаться. Другие делают всё, чтобы этого не произошло. Рак возникает, когда хрупкое равновесие между ними нарушается.
Вот, например, один из самых известных антионкогенов – p53. Кодируемый им одноименный протеин считается «хранителем ДНК». Он может приостановить деление клетки, как только выявятся подозрительные изменения. Если дефекты не удается устранить, «хранитель ДНК» жертвует клеткой ради общего блага. Он запускает программу апоптоза – своего рода самоубийства клетки, объявленной «врагом народа», то бишь организма.
Но в мире клеток ничто не вечно. Серьезные повреждения могут получить и антионкогены. Тогда мутировавшие клетки начинают беспрепятственно размножаться. В последние годы ученые установили, что более половины раковых опухолей зарождается, когда мутируют и перестают выполнять свои функции гены p53. Как оказалось, такие распространенные формы рака, как рак легких, кишечника или молочной железы, обусловлены тем, что антионкогены перестают защищать наш организм. Что же выводит их из строя?
Это могут быть вредные химические вещества, которые содержатся в табачном дыме или продуктах питания. Это могут быть определенные вирусы, радиоактивные вещества, ультрафиолетовые лучи. Все они способны воздействовать на молекулярную структуру генов, регулирующих процессы деления клеток. Одной-единственной причины рака нет, как нет и одной-единственной формы онкологического заболевания. Равновесие внутри клетки нарушается, как правило, под действием сразу нескольких вредных факторов. Крепость под названием «Человек» одной атакой «с наскока» не возьмешь. Удары по ней должны наноситься с разных сторон, чтобы внутри воцарились смятение и неразбериха, чтобы там завелась опухоль.
Сказанное относится к любой клетке организма. Чем больше генетических повреждений в ней накопится, тем она будет «злокачественнее», опаснее.
Вот, например, как может переродиться клетка. Есть ген, отвечающий за выработку протеина, который встраивается в клеточную мембрану и служит чем-то вроде дверцы, ведущей внутрь клетки. Именно через эту дверцу передаются сигналы, побуждающие клетку делиться. Но вот ген мутировал, и по этой причине в мембрану будет встроена не одна дверца, а несколько. И через каждую дверцу теперь несутся сигналы: «Делиться! Делиться!» Почти по Гоголю: «Курьеры, курьеры, курьеры… можете представить себе, тридцать пять тысяч одних курьеров!» Следуя этим приказам, клетка начинает делиться «в нарушение всех правил».
Этот новый – молекулярный – взгляд на природу рака помогает выявлять уязвимые места в структуре раковых клеток. Ученые говорят о «знаках», которыми они отмечены. Отыскав их, можно создать препараты, которые будут целенаправленно уничтожать эти вредоносные клетки. Так, в последнее время появились лекарства, которые мешают «раковым курьерам» – блокируют сигналы, побуждающие клетки безудержно делиться. Всё это дает повод для сдержанного оптимизма.
Поставленная учеными цель – расшифровать генетический материал 50 наиболее распространенных раковых опухолей – позволит в недалеком будущем полностью изменить диагностику и лечение рака.
Перед началом лечения пациента, у которого выявлен рак, будет проводиться расшифровка генетического материала его раковых клеток. Анализируя этот материал, генетики выявят те специфические гены, которые заставляют клетки безостановочно делиться. Диагноз, поставленный затем врачом, будет звучать вовсе не так, как в наши дни: «рак легких», «рак желудка» или «рак кожи». В этом диагнозе будет точно указан дефектный ген, из-за которого переродилась клетка: например, «B-RAF-положительная» или «p53-положительная» опухоль.
Зная о том, какой ген виноват в развитии ракового заболевания, и имея под рукой полный каталог всех лекарственных средств, воздействующих на конкретные раковые клетки, врач легко подберет тот препарат, который вмешается в жизнь этих клеток и остановит их разрастание. Такой препарат будет сродни волшебному слову. Другие лекарства, которые будет принимать пациент, принудят его раковые клетки к самоубийству или же обратят внимание клеток-убийц иммунной системы на угнездившиеся в организме раковые клетки. Специальные лекарства будут уничтожать раковые стволовые клетки – те клетки, которые порой ухитряются пережить сеансы химиотерапии, чтобы затем возродить опухоль. Разумеется, по-прежнему будут применяться и традиционные методы терапии, например удаление опухоли оперативным путем.
В общей сложности в распоряжении медиков окажутся десятки самых разных методик излечения от рака, и каждая будет ориентирована на строго определенную форму болезни. Наступление на рак будет вестись с разных сторон, и одно из направлений непременно станет направлением главного удара.
«В будущем врачи, может быть, только улыбнутся, – пишет индийско-американский медик Сиддхартха Мукерджи, автор книги “Царь всех болезней. Биография рака”, – вспомнив о том, какими примитивными смесями ядов мы пытались в наше время извести эту самую страшную и самую простую из всех болезней, от которых когда-либо страдало человечество».
Стволовые клетки на службе рака
Долгое время ученые гадали, из каких же «тайников» опухоль черпает себе пополнение, откуда к ней возвращаются силы, дающие возможность вновь сразиться с человеческой природой и наконец победить ее. Лишь в последние годы в науке зреет уверенность, что это убежище найдено. Здесь переродившиеся клетки благополучно переживают лечебные процедуры, чтобы спустя какое-то время по их прекращении дать жизнь новым опухолям и метастазам.
У этих коварных врагов – этих затаившихся клеток – есть поразительные свойства, роднящие их с… символами самой жизни, со стволовыми клетками. Те и другие в каком-то смысле бессмертны, те и другие могут превратиться в клетки любого типа. Допустим, из стволовой клетки эмбриона можно вывести клетки жировой ткани, сердечной мышцы, печени. Но схоже обстоит дело и с зародышами рака, затаившимися клетками, находящимися на службе этой болезни. Каждая готова переродиться в любую клетку опухоли.