Тайна рака

               
               

               
       Несмотря на то, что изучением ракового заболевания на сегодняшний день занимается громадная армия ученых всего мира, их успех недостаточен для заявления: - Рак побежден человеком. – Казалось бы, человек сумел оторваться от Земли, может продолжительное время жить в космосе. Многие ученые и космонавты вкусили полноту Славы, а вместе с ними и человечество. Но землянин все-таки пока слаб в познании жизни. Слишком сложным образом природа хранит свои тайны. Хотя, может быть, я не совсем точен. Достижения медицинских и биологических наук велики. Ведь справились же люди с такими болезнями как чума, холера, туберкулез и др. Не спроста же индивидуальная жизнь человека продлилась в 2-3 раза по сравнению с ранними веками.
 
      У человека остались непокоренными раковые, сердечные и некоторые психические заболевания. Человек в отношении этих заболеваний чувствует себя уязвленным природой. Но как бы там не было, он стремиться их понять полностью и излечить.
 
      На многие вопросы можно получить ответ в относительно недавно опубликованной научной книге " Горизонты некоторых генетических успехов на пути к биомедтехнологиям" 2008, Москва, Новый ключ. В ней я впервые привел новую деметилирующую гипотезу возникновения рака. Прежде чем с нею мы познакомимся, необходим экскурс в короткую историю. Он подразумевает знакомство с ранее высказанными гипотезами. Пожалуй, начну с ответа на предполагаемый вопрос: - Когда и почему образование опухолей вызвало во мне интерес? –

      Будучи студентом третьего курса биологического факультета МГУ, я почувствовал болевой сигнал под кожей тела в поясничной области. Он напоминал слабый укол иглой. Сначала это происходило изредка, а затем чаще. У меня возникло подозрение, что в организме появились быстроделящиеся клетки. Разрастаясь, они требовали себе место, т.е. давили на нормальные соседние клетки. И, конечно, сдвиг клеток затрагивает нервные окончания. Через год я прощупывал узелок клеток. Если честно, у меня возник страх – А вдруг это начало развития раковых клеток? – Короче настал момент, когда  узелок легко прощупывался, и я пошел на прием к хирургу. Он с трудом нащупал узелок, сказал, что, наверно это начал расти жировик, и посоветовал его прооперировать.
 
      После операции взяли биопсию узелка на анализ клеток и обнаружили в ней присутствие перерожденных клеток, похожих на раковые. Хирург, посмотрев
результаты анализа, проделал еще дополнительную операцию, расширив место
операции. Кроме этого он дал направление в радиологическую лабораторию для
 подстраховочного облучения радиоизотопом места операции. Я и моя семья
были морально подавлены. Вот что наделал простой узелок.
 
     К счастью, радиолог лаборатории сумел мой страх развеять. – Ты у нас в приемной видел много больных со страшными опухолями. Им обязательно нужно делать радиооблучение. Это их последняя и безнадежная помощь. У тебя все вырезано. И облучение, наоборот, может вызвать нежелательный рост тканей. И, вообще, не нужно было делать операцию. Разрезанный хирургическим ножом узел мог быть источником оторвавшихся раковых клеток. Они с кровью могли переместиться в другие части тела и давать очаги новых опухолевых образований. А сейчас живи и не беспокойся. Проживешь до глубокой старости.-  С этим напутствием я покинул лабораторию.
 
   С тех пор познания о раковых клетках накапливались. Более того, у меня появилась мечта и даже идея, которая была реализована, когда стал дипломированным специалистом и вооружился научной степенью. Ровно через пять лет, я сделал для себя научное открытие. Поскольку оно представляет почти детективную историю, а читатель сначала должен быть введен в курс дела, я его в подходящем месте опишу.
 
     Рост нормальных и новообразованных тканей зависит от точного равновесия между тремя главными биологическими процессами: клеточным циклом, дифференцировкой и  клеточной смертью. Общие особенности этих процессов: они предопределены (детерминированы) генетическими регуляциями, гормональным стимулом или ростовым фактором и клеточными взаимодействиями. При изучении раковых заболеваний любой ткани человека, исследователь обязательно соприкоснется с этими биологическими особенностями. Их изучение давно происходит на молекулярном уровне, и при этом возникают бесконечные трудности. Одна из них – это большое разнообразие опухолей. В каждой опухоли происходят свои молекулярные страсти.
 
     Исследователь, например, изучает в данной опухоли человека работу характерного для неё гена. Получил какие-то результаты и делает предварительные выводы. Но это один или два гена, а об их взаимодействии с другими генами, как правило, ничего не может сказать. Их также нужно изучать. Правда, помощь могут оказать результаты других исследователей. В клетке все взаимосвязано, Если ученый обнаружил эту связь, то может сделать и фундаментальный вывод. Например, такой-то ген характерен именно для изучаемой опухоли. Значит можно сконструировать генетическую конструкцию с этим геном и получить трансгенную мышь или крысу, которые будут содержать данную опухоль, т.е. животное станет моделью для дальнейшего изучения той же опухоли, которая была первоначально выбрана для изучения. Я описал коротко схему исследования опухолей, которая используется многими  современными учеными мира. И, как правило, в заключение статей авторы предполагают возможность использования полученных фактов в терапии опухоли. Как это делать, обычно не пишут.

     Многих читателей интересует вопрос появления (происхождения) рака. К ответу на этот вопрос мы приближаемся, но нам необходимо напомнить некоторые знания о наследственном веществе ДНК, обязательном атрибутенормальных и опухолевых клеток. Известно, что ДНК человека содержит около 30000 генов. Доля "расшифрованных" генов составляет всего 2% суммарной ДНК. Гены, кодирующие белки оказались самой наименьшей, видимой частью
айсберга, В течение более пятидесяти лет эта часть считалась носителем всех наследственных признаков. Такое представление и составляло основу центральной догмы молекулярной биологии. Теперь эта догма пошатнулась.

     Уже в 60-70-е годы прошлого века стали обнаруживаться признаки того, что носителями информации являются не только гены, но и другие наследственные элементы. Например, геном человека рассматривается как стабильный набор генов, кодирующих белки и большинство диспергированных последовательностей, не кодирующих белки. Вездесущие последовательности названы "паразитными ДНК", "балластными ДНК", "хламом", "эгоистическими ДНК" или "экстра ДНК". Я предлагаю все последовательности ДНК, кроме последовательностей генов, кодирующих белки, назвать коррупционной ДНК. Она составляет 98%. Почему именно коррупционной? Спросит обязательно читатель. Природа является самым древним коррупционером. За открытие своих тайн она требует громадных денежных средств. А коррупционная ДНК имеет очень много функциональных тайн. Как оказалась, в неё входят гены, кодирующие не белки, а микроРНК, необходимые для регуляции уникальных генов. Кстати, за открытие американскими исследователями Эндрю Файра и Крейга Мелло феномена, получившей название специфической RNA interference ("РНК" – вмешательство) в нематоде, им была вручена Нобелевская премия 2006 года. Их работа была выполнена в конце 20 века (Fire A., et al., 1998). В заявлении Нобелевского комитета сказано: << Нобелевские лауреаты этого года открыли фундаментальный механизм контроля над потоком генетической информации >>.

     В коррупционной двухцепочечной ДНК (двДНК) содержится много некодирующих полипиримидиновых и полипуриновых последовательностей. Большую часть этой ДНК составляют провирусные последовательности интегрированных в ДНК организмов в глубокой древности и составляющих 45% от всей ДНК. Провирусные последовательности обнаружены в ДНК различных животных и человека, инфицированных опухолевыми вирусами. К счастью человека, основная масса этих провирусных последовательностей очень сильно метилированы и поэтому неактивны.
 
     В процессе эволюции в коррупционную ДНК также интегрировали поврежденные мутациями копии генов. Их называют псевдогенами. Исследования показали, что ДНК человека содержит столько же псевдогенов, сколько и генов.

    В двДНК открыты также своеобразные последовательности ДНК, способные перемещаться, "прыгать" по геному, - мобильные (подвижные) генетические элементы. Их называют чаще транспозонами и ретропазонами.

     Еще в 50-е годы прошлого века Барбара Мак-Клинток открыла способность генов "перемещаться" с одного места на другое методом классической генетики на примере кукурузы. С тех пор у исследователей сложилось представление о нестабильности генома. В 1976 году этот феномен обнаружил американский ученый Д. Хогнес у дрозофилы. Используя методы молекулярной генетики, российские ученые Г.П. Георгиев и И.А. Гвоздев также выявили в ДНК дрозофилы мобильные генетические элементы. Особенно плодотворно работал российский ученый Ю. Ильин из лаборатории Гвоздева.Следует отметить, что открытие и изучение этих элементов в настоящее время усиленно продолжается.
 
    Добавим, несмотря на то, что 44% генома человека занято транспозонами и транспозоноподобными  повторяющимися последовательностями, только малая часть (менее 0.05 %) этих элементов остаются активными на сегодняшний день. Милз Р.и сотрудники из факультета биохимии университета Эмори штата Атланта США в 2007 году представили доказательства, указывающие, что приблизительно 35-40% субсемейств Alu, L1 и SVA остаются активно мобильными в геномах человека. Эти активные транспозируемые элементы представляют большой интерес, потому что они продолжают участвовать в продукции генетического разнообразия, а также вызывают болезни человека после их интеграции в его ДНК. Однако заметим, что в настоящее время в научной литературе существует многочисленная информация о транспозонах и ретропозонах. Из короткого сообщения можнозаметить о большом вкладе в их изучении российских ученых. Каждый из них сделал попытку объяснить функциональное значение этих, быть может, неоправданно названных паразитарными последовательностями. Эта проблема, конечно же, интересуетне только ученых, но и читателей, пытающихся познать чудеса природы живой материи.
 
     Мы еще вернемся к таким последовательностям, но предварительно внесу в сообщение некоторые знания о метилировании ДНК, являющемся одним из главных атрибутов в эпигенетических (надгенетических) проявлениях клеток.

                ОХРАННИКИ ЖИЗНИ КЛЕТОК

      Все, знают о существовании регуляторной машины организма, созданной многомиллионными тысячелетиями. И организмы продолжают жить до сих пор.
Они сами поддерживают свою жизнь. Например, человек охраняет свое место работы, свое существование, своих детей и еще многое, и многое из проявлений своей жизни. В каждой живой клетке также имеется охрана поддержания её жизни. Она выражается не только внешней  клеточной стенкой, но и на молекулярном уровне. Например, в нуклеотидных последовательностях ДНК содержится очень много паразитарных участков, накопившихся в течение эволюционных процессов. Среди них располагаются 2% генов. Если разрегулировать систему охраны этих генов, то появятся страшные болезни. Одним из охранников стал метилированный цитозин. И всего-то! – воскликнет неискушенный читатель. Да, небольшая молекула метильной группы состоит из одного атома углерода и трех атомов водорода.
 
    В клетке источником метильных групп является жизненно важное вещество клеток S-аденозилметионин. С помощью фермента ДНК-метилтрансферазы происходит модификация цитозинов в ДНК паразитарных ДНК. По этой причине такие ДНК до поры до времени молчат.
 
     Изучение ДНК в России началось в лаборатории А.Н.Белозерского, создавшего в нашей стране научную школу исследований ДНК. Ему первому  в России пришлось доказывать, что растения имеют также ДНК, как и животные (Белозерский А.Н. 1976). В его лаборатории были освоены методы хроматографического анализа оснований ДНК на бумаге и колонках. Впервые под его руководством под его руководством разработаны методы количественного определения нуклеотидов и ДНК в растворе. В лаборатории все его сотрудники были уверены в том, что метилирование не оставляет следов в геномной организации, но он обязательно должно участвовать в функциональной деятельности клетки. Все были вооружены научными достижениями ученых Чаргаффа, Уотсона и Крика. Ни у кого не было сомнения, что ДНК имеет двухцепочечную структуру, и в ней соблюдаются количественные соотношения - сумма пуриновых оснований равняется сумме пиримидиновых. Но у меня были и не адекватные результаты.

      Для получения результатов мне нужна была ДНК из раковой ткани. Вот тут-то и началась детективная история.После того, как я получил научную степень, меня пригласили  работать всамую передовую лабораторию, как специалиста, знающего методы изучения ДНК. Всё сложилось благоприятно для моей работы, были самые дефицитные приборы, реактивы и даже дипломник. Через некоторое время в лабораториизакипела работа. Но настал период уборки картофеля. Я, как новый сотрудник, должен был ехать в колхоз.  Меня, как и всех советских людей, эта работа не пугала. На природе воздух намного свежее, чем в лаборатории. В колхозе, сами понимаете, без знакомств не обошлось. Особенно было много аспирантов и дипломников. Я сблизился с двумя аспирантами. Им интересно было, чем я занимаюсь, а мне также они были симпатичны. Вот однажды, я выяснил, один из аспирантов работает в лаборатории, возглавляемой сыном ученого, который бальзамировал Ленина. Это меня, конечно, удивило, но я узнал и другое. Аспирант работал с гепатомными крысами. При последующих разговорах я рассказал ему о своей мечте, но для её выполнения нужен опухолевый материал. Он меня успокоил, пообещав мне две крысы контрольную и с гепатомой.

      Возвратившись в Москву, я опять окунулся в работу, для которой я и был приглашен в институт. Крыс я от аспиранта получил через год. Была весна, но снег еще лежал во дворе института. Замечу, что крыс я получил в тайне от всех. Я не мог даже кому-то заикнуться об этой работе. Во-первых, эта работа не была запланирована в лаборатории. Мне никто не мешал работать, даже дипломник. Работа с опухолью не отпугивала окружающих меня людей. Кстати,забегу вперед, эту тайну я хранил до этих записей.
 
     Итак, крыс я препарировал во дворе вне чьих-то глаз. Для исследования взял печень здоровой и гепатому от больной крыс. И, конечно, выделение ДНК и ее изучение проводилось мною в лаборатории со всеми предосторожностями от всех непредвиденных бед.
 
     Выделив из гепатомы и здоровой печени крыс ДНК. я провел сравнительный анализ их нуклеотидного состава. ДНК гематомы отличалась от контрольной по нуклеотидному составу , а также отсутствием 5-метилцитозина.  Эти данные вели к заключению, что деметилирование цитозина является возможным пусковым курком первоначального образования опухолевых гепатомных клеток. Делать такое заключение было рано. Нужны были еще данные. Ведь еще ранее было сделано заключение, что опухолевая и  лейкозная трансформация клеток обусловлена изменением генома клеток американским ученым Говардом Теминым (1971) и российскими учеными Федоровым и соавторами (1975).
 
     При дальнейшем изучении ДНК гепатомы 27 выяснилось, что она содержала около 6% одноцепочечных брешей и/или хвостов. Результаты нарушали правила Чаргаффа: А=Т и Г=Ц. Этому ученые в то время не готовы были противостоять. После колоночной хроматографии на бензоилированной целлюлозе ДНК, нуклеотидный состав ДНК фракций также нарушал эти правила. Довольно большое количество одноцепочечных последовательностей в ДНК
гепатомы 27 может вполне объяснено более интенсивными метаболическими процессами быстрорастущей гепатомы, чем в обычной клетке печени. Рост бессмертных клеток гепатомы сопровождается быстрым их делением.
 
     Данные всех экспериментов опубликованы в журнале "Биохимия" (Попов Л.
1978, 1979). В эти же годы были опубликованы результаты исследования лаборатории Ванюшина Б.Ф.из МГУ им. М. Ломоносова, в которых было показано, что метилирование ДНК коров с заболеванием хроническим лимфолейкозом отличается от метилирования ДНК здоровых коров. В опухолевых клетках наблюдалась очень высокая активность ДНК-метилтрансферазы, превышающая активность в нормальных клетках. При такой активности фермента общая метилированность ДНК в опухолевых клетках быланесколько ниже. Правда, в этих результатах заметно противоречие. Активность  ДНК-метилтрансферазы несколько выше, чем в контрольных ДНК, а метилированность наоборот уменьшена. Хотя любые гены, может быть, это оправдано. Ведь опухоль это заболевание, причем с большими нарушениями геномов, как результат, любые гены могут быть мутированными, в том числе гены ДНК-метилтрансферазы и гены деметилирования.
 
     Изучение первичных структур ДНК гепатом также показало, что их геномы
очень сильно различаются. Например, ДНК гепатомы 27 содержала суммарное количество полипиримидиновых последовательностей (коэффициент Z) 9,86 молярных % (Попов, 1980),  величина Z для ДНК перевиваемых клеток гепатомы Новикова (Sneider T.,1971) была более, чем в 2 раза меньше и равнялась 4,2 молярных %. ДНК контрольной печени крысы Z составляла 11,38 молярных %. Кроме указанных результатов, приведем данные об обнаружении в клетках гепатомы активности метилазных ферментов (Sneider T. 1975). В 1998
году Лопатина Н. и другие  (Lopatina N, et al., 1998) выявили в клетках гепатомы (не указано какой) изменение специфичности ДНК-метилтрансферазы и появление новых белков с метилтрансферазной активностью. Ванюшин Б. (2005) считает, что нарушение метилирования ДНК приводит к запуску рака.
 
     Таким образом, налицо множество изменений геномов гепатомы, обнаруженных в процессе прямых анализов их ДНК. Можно делать вывод, что в результате геномных изменений произошло превращение обычного генома клеток печени в опухолевые клетки гепатомы. А причем здесь тогда метилирование ДНК? – спросит обязательно читатель. Попрошу не спешить. чтобы это объяснить в свете современных знаний, мне придется сделать небольшое отступление.
 
    Уже давно известно, что рак вызывают онкогенные вирусы. Однако рак у животных можно получить простым введением животным химических веществ-канцерогенов, или под влиянием ионизирующих излучений, или спонтанно у стареющего организма. Давно известны сотни канцерогенов, изучена их химическая структура и изучена  судьба их в организме. Среди них выделяются циклические углеводороды, содержащиеся в продуктах перегонки нефти, каменного угля, бензапирен, никотин. Канцерогены имею и выхлопные газы машин, и табачный дым, и производственные отходы.
 
    Противоречивые факты нашли объяснение после того, как российский ученый Зильбер Л.А. (1968) разработал вирусогенетическую теорию рака. Согласно этой теории неопластические (новообразовательные) процессы вызываются вирусами. Однако рак не инфекционная болезнь, а патологический процесс совершенно иного типа. При инфекционном процессе вирус размножается животной клетке, т.е. проделывает целый цикл самовоспроизводства. В общем
ведет себя как паразит.
 
     Вирусогенетическая теория Зильбера Л. отводит вирусам этиологическую (причинную), а канцерогенам патогенную (причастную к механизму) роль вразвитии рака и других новообразовательных процессов.
     Как же вирусы вызывают опухоли? Вернее как вирусы превращают нормальную клетку в раковую или трансформируют её?
 
     Заметим, что ещё в 1969 году Георгиев Г.П. (1981) предложил гипотезу, согласно которой неопластическая трансформация клетки является результатом появлением вирусных промоторных последовательностей, принадлежащих вирусному геному, впереди определенных клеточных генов между структурным  и его регуляторной областью. Дальнейшее развитие этой гипотезы он представлял в её использовании в не вирусном канцерогенезе.
     Начало 80-х годов прошлого века ознаменовалось открытием особых генов, которые стали называть онкогенами. Экспрессия этих генов приводит к злокачественной трансформации клеток. Онкогены впервые обнаружены в ретровирусах. Вместе с тем оказалось, что геном нормальной клетки содержит гены, гомологичные онкогенам. Их называют протоонкогенами. Необходимо отметить, что гомологии клеточного протоонкогена к вирусному онкогену не означает их идентичности.
 
     Некоторые онкогены вызывают иммортализацию клетки, т.е. клетка приобретет способность к неограниченному росту – признак бессмертности клетки. Иммортализация, однако, еще не превращение клетки в злокачественную: бессмертные клетки не обладают агрессивным ростом, разрушающим окружающие ткани. Полная трансформация достигается совместным действием иммортализующего и трансформирующего онкогенов, например, онкогена ras в присутствии иммортализующего гена Е1А аденовируса 5 человека. Группа исследователей ( Bedell M., at al., 1987 ) показала, что, белковые продукты генов Е6 и Е7 папилломавируса человека типа18 обладали трансформирующим действием на клетки NIN 3T3 и Rat-1 более эффективнее, чем полный вирусный геном в присутствии иммортализующего гена Е1А.
 
      Первый момент онкогенеза – это внедрение нуклеиновой кислоты вируса в геном хозяина. Его называют интеграцией генома вируса с геном хозяина. Будем считать, что начальный процесс интеграции произошел. Вирусная ДНК или РНК стали частью клеточного генома. С этого момента клетка превращается в бессмертную, способную неограниченно долго и быстро делиться. В этой клетке произошло перепрограммирование клеточной программы и, как правило, проявятся наследственные изменения генома клеток опухоли. Интегрированная
вирусная ДНК в геноме хозяина долгое время может себя не проявлять. Об этом мы уже говорили. 45% коррумпированной ДНК состоит из различных вирусных последовательностей, проникших в процессе эволюции. Знаем и то, что они молчат до поры до времени, охраняемые метильными группами.

    А теперь возвратимся к ДНК гепатомы 27. Вследствие воздействия на здоровые гепатоциты канцерогенов при получении гепатом, их различные области ДНК подвергаются мутациям, в том числе и гены с окружающими их фланками. В большей или меньшей мере подвергаются и гены метилтрансферазы и деметилазы. Это может грозить клетке деметилированием паразитных ДНК, провирусов, транспозонов, ретропозонов, привести их к активации, в результате в ДНК увеличивается количество мутаций. С большей вероятностью появятся активированные протоонкогены. Некоторые из них могут обладать иммортализующей способностью. Таким образом, охрана молчания генетических паразитов нарушается.
 
     Относительно недавно появилась необходимость изолировать деметилирующий фермент. Она стала наиболее острой после появления данных, что отцовский геном является активным деметилирующим субъектом после оплодотворения яйцеклетки. Эта драматическая иллюстрация потери метилирования в отсутствии репликации ДНК поставила вопросы преобладания деметилирования с помощью этого механизма. Кстати попытки выделить специфичный фермент деметилирования ДНК пока не увенчался успехом, точнее не найден фермент, который катализировал бы окислительное удаление метильной группы из 5-метилцитозина.
 
     На рисунке представлена схема деметилирующей гипотезы образования гепатом, составленная в свете современных знаний. Это не означает, что и в образовании других опухолей может действовать такая же схема. Хотя эту схему совсем нельзя исключить из участия в образовании других опухолей. Я заостряю внимание читателя. Клетка может стать опухолевой, если она приобретет состояние иммортальности (бессмертности). Такая клетка будет такими же свойствами, как и стволовая клетка. Эта клетка также является бессмертной.
    На схеме мутациям могут быть подвержены два гена, одновременно оба гена или по отдельности. Активироваться должны оба гена в результате мутаций.
   Заметим, что без деметилазы, возможно, не будет активирован генетический элемент, содержащий ген бессмертия. А работа этого гена неоходима для приобретения клеткой состояния бессмертия. Раковая трансформация начинается последующей стадией после приобретения клеткой бессмертия.

    Уже давно существует возможность искусственно сделать клетку бессмертной. Для этого, как мы знаем, нужно ввести в её геном ген бессмертия. Некоторые вирусы содержат такие гены. Например, обезьяний вирус SV40 содержит онкоген Т-антигена. Для получения трансгенных мышей использовали мутантный онкоген ts58SV40, который кодирует термочувствительный Т-антиген и способен иммортализовать клетки только при 33°С. Для трансгенеза мышей была сконструирована генетическая конструкция. В иммортальных клетках трансгенных мышей синтезировался мутантный термочувствительный белок, который синтезируется при температуре культуральной среды 33° С и делает клетку бессмертной. При повышении температуры до 39° С синтез белка быстро прекращался, и клетка возвращалась в нормальное состояние. Таким образом, регулируя температуру, можно управлять процессом и сроком размножения. Этот путь к бессмертию проверен на практике и поэтому надежный.
    

                ;1
                ;
                ;
                4 ; ;;  ; 3 ;; ; 2 ;; ; 3 ;;  (; 7 ) n
                ;
                ;
                5 ; ;; ; 6 ;; (; 7 ) n

            Рис. Схема деметилирующей гипотезы возникновения гепатом

1. Введение в клетку канцерогена. 2. Мутагенез клетки. 3. Активация экспрессии генов деметилазы и/или гена бессмертия (иммортальности). 4. Деметилирование молчащей ДНК. 5. Активация и самовоспроизводство генетических элементов. 6. Интеграция активированных элементов в разные сайты ДНК – дополнительный мутагенез ДНК клетки. 7. Превращение клеток через стадию приобретения бессмертности в трансформированные (гепатому).
 

                МИМИКРИЯ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК

     Нельзя умолчать об одной современной несуразности, всплывшей на страницах газет и Интернете после смерти от рака знаменитых артистов: Олег Янковский, Александр Абдулов, Любовь Полищук. Все они хотели омолодиться с помощью стволовых клеток. Еще около десяти лет  назад началось омоложение среди артистов. Правда, поначалу это происходило с помощью подтягивания на лице кожи. И дело как будто бы шло успешно, но, относительно недавно, ученые стали очень интенсивно изучать стволовые клетки.
 
    Стволовые клетки названы так, потому что из них, как из ветвей от ствола дерева, получаются другие типы клеток. Стволовая клетка – это клетка, которая может неограниченно долго делиться, и сохраняют потенциал к развитию в разных направлениях. Из них можно получить разные клетки. Они по форме не отличаются от обычных соматических клеток. Их можно обнаружить по содержанию различных маркеров.
 
    Различают два вида стволовых клеток: эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) и региональные (РСК).

    ЭСК являются принадлежностью самых ранних эмбрионов. Их получают из  внутриклеточной массы бластоцисты мыши. Эти клетки с большим потенциалом, поскольку из них можно получить любые клетки, включая, половые. После трансплантации ЭСК, содержащих введенные в них различные гены, в другой преимплантационный эмбрион, они способны колонизировать большинство тканей.
 
     РСК выделены из нескольких тканевых источников, включающих нервную систему, цилиарное тело глаза и скелетные мышцы. Все эти клетки генерируют потомство того же происхождения, что и их тканевые источники: стволовые клетки крови генерируют клетки крови, а мышц – миобласты. Однако показано, что стволовые клетки, например, мыши (миобласты) генерировали приблизительно в 10-14 раз больше клеток крови, чем стволовые клетки крови.
 
    Более 40 лет российский гистолог Фриденштейн А. впервые опубликовал свои результаты исследований. Стало ясно, что  в мезенхиме (строма) взрослого организма стромальные клетки костного мозга (СККМ) содержат РСК, хотя они составляли всего 0,01% всех клеток.
 
    Известно, что РСК выполняет в костном мозгу опорную функцию, и способствуют сохранению недифференцированного состояния стволовых клеток крови, и в определенных условиях могут дифференцироваться в клетки хрящевой и костной ткани. СККМ могут под влиянием специфических индукторов  дифференцироваться в кардиомиоциты, гепатоциты, легочные клетки эпителия и эндотелия. К этому добавим, что академик Корочкин Л.И. (2003) назвал ЭККМ "центральным складом запчастей". Эти клетки универсальны, они поступают с током крови в поврежденные ткани и органы Под влиянием различных сигнальных веществ они превращаются в нужные специализированные клетки, которые замещают погибшие. Популяция РСК гетерогенна и составлена с разнообразным потенциалом развития (Корочкин Л. и др. 2006).

     Стволовая региональная клетка, предрасположенная только к нейральной дифференцировки обнаруживает свои маркеры, так же, как и и дифференцирующиеся стволовые клетки только в глиальном направлении – свои. Кстати, по мнению авторов работы (Корочкин Л. и др. 2006) , к заключениям о том, что все может превращаться во все, надлежит обращаться с крайней осторожностью. В действительности " превращения" РСК  могут быть не явлениями трансдифференцировки, а следствием высокой гетерогенности изучаемой клеточной популяции. Кроме того, при трансплантациях может происходить слияние трансплантируемых  клеток с клетками хозяина, из чего создается видимость превращения клетки реципиента в клетку иного типа, чьи маркеры обнаруживаются при гистологических исследованиях.
 
     Думается, есть смысл упомянуть о стволовых клетках из кожи молодых и взрослых грызунов. Стволовые клетки кожного происхождения (СККП) происходя из из дерматома и названы предшественниками. Клоны индивидуальных СККП могут размножаться и дифференцироваться в культуре, образуя нейроны, глиальные клетки и клетки гладкой мышцы в зависимости от условий культивирования. Если, например, поместить СККП на поверхность, покрытую полилизином, то при культивировании без добавления сыворотки, они могут формировать нейроны и глиальные клетки. Добавление же 3% сыворотки способствует образованию клеток гладкой мышцы, а 10% -адипоцитов.  Это позволило предположить, что СККП представляют новый вид стволовой клетки и что кожная ткань может служить источником стволовых клеток, необходимых при трансплантации их в нужную ткань. Так что интерес к РСК неслучаен и связан с тем, что их использование перспективно для восстановления травмированной ткани или лечении дегенеративных процессов.

     Подводные камни на пути исследования стволовых клеток необходимо учитывать своевременно. Ведь манипулировать с этими клетками очень трудно. Во-первых, их очень мало и они скрыты в тканях и органах организмов. Поэтому их выделение очень затруднительно. Об их использовании в наше время в терапии заболеваний и омоложении человека могут говорить только ученые, которым разрешено  с ними работать. Знания медиков о стволовой клетке еще далеки от совершенства, чтобы им разрешить использовать стволовые клетки для омоложения. Однако находятся так называемые специалисты-шарлатаны и опережают не проверенные временем события.
 
     Аналогичная ситуация была с клонированием человека. Там тоже медики-аферисты сообщили в некоторых странах об успешном клонировании человека. Бум подняли по всему миру. Опровергли их деятельность и запретили клонирование человека общим мировым сообществом. Все как будто бы затихло. И вот, на тебе, появилась новая затея медиков, имеющих поверхностные научные знания о стволовых клетках. В основном шла игра на деньги. Хочешь помолодеть – плати деньги. Некоторые медики, пользуясь доверием людей, шли на такой "подвиг", на авось. А, вдруг, человек помолодеет? Тогда Слава  будет преследовать, не думая, что она бывает добрая и злая.
               
                ОПУХОЛЕВЫЕ СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ.
   
    В настоящее время имеется много доказательств, что в опухолях мозга и других злокачественных новообразованиях опухолевые клетки функционально гетерогенны, однако иерархия клеток основана на малой популяции стволовых клеток. В научной литературе отмечается, что пока существует неясность происхождения первоначальных опухолевых стволовых клеток. По одному из вариантов они возникают из нормальных стволовых клеток вследствие  генетических или эпигенетических изменений. По другому варианту, из редифференцированных соматических опухолевых клеток подобно стволовым клеткам. Возможно, участвуют оба механизма. Во всяком случае, без мутаций геномов эти процессы не обходятся.
 
    Хотя стандартная химиотерапия убивает большинство клеток опухоли, раковые стволовые клетки остаются жизнеспособными. Несмотря на малое количество таких клеток, они могут вызвать возвращение опухоли, иногда много лет после "удачного" лечения первичной опухоли. Рост метастаз в отдаленных областях тела и их клеточная гетерогенность могут быть следствием дифференцировки стволовой клетки и/или дифференцировки и асимметрического деления раковых стволовых клеток. Понятно, чтобы найти путь к их разрушению, необходимо дальнейшее изучение раковых стволовых клеток. Это будет способствовать терапевтическому управлению злокачественными опухолями.
 
     Таким образом, вы узнали много неизвестных тайн.  Среди них тайны о механизмах возникновения опухолей. Идет борьба между жизнью, смертью и бессмертием. Как можно было заметить. Жизнь все-таки побеждает. Потому чтоприрода в процессе эволюции приобрела защитницу в виде метильной молекулы. Что бы было, если бы проснулись все паразитные последовательности ДНК?
 
     Что такое смерть? – является самым фундаментальным вопросом науки.
Человечество всегда волновало естественные физиологические процессы смерти (апоптоз), которые универсальны и свойственны самым различным видам животных. Благодаря апоптозу осуществляется формообразование организмов; точная регуляция количества клеток, составляющих тот или иной ансамбль; удаление лишних или потенциально опасных клеток, подобных некоторым типам лимфоцитов; устранение опухолевых клеток, а также клеток, инфицированных вирусом. (Попов Л.С., Корочкин Л.И., 2004)
 
    Апоптоз может возникать как результат генетически ругулируемой программы,
вызываемой специфическими сигналами смерти. Универсальный сигнал еще не идентифицирован, его стереотипная природа наводит на мысль, что общий эволюционно сохраненный путь лежит во многих или во всех случаях апоптотической смерти.

Чтобы ответить на многие вопросы читателя, нужно повести отдельный разговор. Он возможен, надеюсь, в следующий раз.

                28.02.10