Postoje mnoge razlike između stanica raka i normalnih stanica. Neke od razlika dobro su poznate, dok su druge nedavno otkrivene i manje dobro poznate. Možda ćete biti zainteresirani za način na koji su stanice raka drugačije kao što se suočavate sa svojim rakom ili onim voljenom osobom. Za istraživače, razumijevanje kako stanice raka različito funkcioniraju od normalnih stanica, postavljaju temelje za razvoj tretmana osmišljenih za oslobađanje tijela stanica raka bez narušavanja normalnih stanica.
Prvi dio ovog popisa raspravlja o osnovnim razlikama između stanica raka i zdravih stanica. Za one koji su zainteresirani za neke od teže razumljivih razlika, drugi dio ovog popisa tehnički je veći.
Ukratko objašnjenje proteina u tijelu koje reguliraju rast stanica također je korisno za razumijevanje stanica raka. Naša DNA nosi gene koji zauzvrat predstavljaju nacrt za proteine proizvedene u tijelu. Neki od ovih proteina su čimbenici rasta, kemikalije koje otkrivaju da stanice dijele i rastu. Drugi proteini djeluju na suzbijanju rasta. Mutacije pojedinih gena (na primjer, one uzrokovane dimom duhana, zračenjem, ultraljubičastim zračenjem i drugim karcinogenima) mogu rezultirati abnormalnom proizvodnjom proteina. Previše se može proizvesti, ili nije dovoljno, ili bi moglo biti da su bjelančevine abnormalne i funkcioniraju drugačije.
Rak je složena bolest i obično je kombinacija ovih abnormalnosti koje dovode do kancerozne stanice, a ne samo jedne mutacije ili abnormalnosti bjelančevina.
Stanice raka nasuprot normalnim stanicama
Ispod su neke od glavnih razlika između normalnih stanica i stanica raka, što zauzvrat računa o tome kako maligni tumori rastu i različito reagiraju na svoju okolinu od benignih tumora.
- Rast -Normalne stanice prestaju rasti (reproducirati) kada su prisutne dovoljno stanica. Na primjer, ako se stanice proizvode za popravak rezova u koži, nove stanice se više ne proizvode kada je prisutno dovoljno stanica za punjenje rupa; kada je obavljen popravak. Nasuprot tome, stanice raka ne prestaju se razvijati kada postoji dovoljno stanica. Ovaj nastavak rasta često rezultira stvaranjem tumora (klastera stanica raka). Svaki gen u tijelu nosi nacrt koji kodira za neki drugi protein. Neki od tih proteina su faktori rasta, kemikalije koje govore da stanice rastu i podijele. Ako se gen koji kodira za jedan od tih proteina zaglavi na "on" položaju pomoću mutacije (onkogen), proteini faktora rasta i dalje nastaju. Kao odgovor, stanice i dalje rastu.
- Komunikacija - Stanice karcinoma ne stupaju u interakciju s drugim stanicama kao što to čine normalne stanice. Normalne stanice reagiraju na signale poslane iz drugih obližnjih stanica koje u biti govore "dosegnuli ste svoju granicu". Kada normalne stanice "čuju" ove signale, prestanu rasti. Stanice raka ne reagiraju na te signale.
- Popravak stanica i stanična smrt - Netske stanice se popravljaju ili umiru (prolaze kroz apoptozu) kada su oštećene ili stare. Stanice raka se ili ne popravljaju ili se ne podvrgnu apoptozi. Na primjer, jedan protein zvan p53 ima posao provjeriti je li stanica previše oštećena za popravak i ako je tako, obavijestite ćeliju da se ubije. Ako je ovaj protein p53 abnormalan ili neaktivan (na primjer, iz mutacije gena p53 ), onda se stare ili oštećene stanice mogu reproducirati. P53 gen je jedna vrsta tumorskog supresorskog gena koji kodira za proteine koji potiskuju rast stanica.
- Ljepljivost - Neobične stanice luče tvari koje ih čine pričvršćene u skupini. Stanice raka ne uspijevaju proizvesti te tvari, a mogu se "otploviti" do mjesta u blizini, ili kroz krvotok ili sustav limfnih kanala u udaljena područja u tijelu.
- Sposobnost metastaziranja (širenje) -Normalne stanice ostaju na području tijela gdje pripadaju. Na primjer, stanice pluća ostaju u plućima. Stanice raka, jer nemaju adhezijskih molekula koje uzrokuju ljepljivost, mogu putovati kroz krvotok i limfni sustav u druge dijelove tijela - oni imaju sposobnost metastaziranja . Kada stignu u novu regiju (poput limfnih čvorova , pluća, jetre ili kostiju), počinju rasti, često stvaraju tumore daleko od izvornog tumora. (Saznajte više o tome kako se raka širi .)
- Izgled - U mikroskopu, normalne stanice i stanice raka mogu izgledati sasvim drugačije. Nasuprot normalnim stanicama, stanice raka često pokazuju mnogo veću varijabilnost u veličini stanice - neke su veće od normalne, a neke manje od normalne. Osim toga, stanice raka često imaju abnormalni oblik, i stanice i jezgre ("mozak" stanice). Jezgra se pojavljuje i veća i tamnija od normalnih stanica. Razlog za tama je da jezgra stanica raka sadrži višak DNA. Uska, stanice raka često imaju abnormalni broj kromosoma koji su raspoređeni na neorganizirani način.
- Stopa rasta -Normalne stanice se reproduciraju i zatim zaustavljaju kada su prisutne dovoljno stanica. Stanice raka brzo se reproduciraju prije nego što su stanice imale priliku sazrijeti.
- Sazrijevanje -Normalne stanice sazrijevaju. Stanice raka, jer brzo rastu i dijele prije nego što su stanice potpuno zrele, ostaju nezrele. Liječnici koriste izraz nediferenciran za opisivanje nezrelih stanica (za razliku od diferenciranog kako bi se opisale zrelije stanice.) Drugi način da se objasni ovo je da stanice raka vide kao stanice koje "ne odrastaju" i specijaliziraju se u odrasle stanice. Stupanj sazrijevanja stanica odgovara "stupnju" raka . Rak se procjenjuje na ljestvici od 1 do 3, a 3 je najagresivniji.
- Izbjegavanje imunološkog sustava - Kada se normalne stanice oštećuju, imunološki sustav (putem stanica nazvanih limfocita) ih identificira i uklanja. Stanice raka mogu izbjeći (trik) imunološki sustav dovoljno dugo da raste u tumor bilo bježanjem detekcije ili izlučivanjem kemikalija koje inaktiviraju imunološke stanice koje dolaze na scenu. Neki od novijih lijekova za imunoterapiju rješavaju ovaj aspekt stanica raka.
- Funkcionalne - normalne stanice obavljaju funkciju koju su namijenjene za izvođenje, dok stanice raka ne moraju biti funkcionalne. Na primjer, normalne bijele krvne stanice pomažu u borbi protiv infekcija. U leukemiji , broj bijelih krvnih zrnaca može biti vrlo visok, ali budući da karcinomi bijelih krvnih stanica ne funkcioniraju kao što bi trebali, ljudi mogu biti više izloženi riziku od infekcije čak i uz povišen broj bijelih krvnih stanica. Isto vrijedi i za tvari proizvedene. Na primjer, normalne stanice štitnjače proizvode hormon štitnjače. Kancerozne stanice štitnjače ( rak štitnjače ) ne mogu proizvesti hormon štitnjače. U ovom slučaju, tijelo može nedostajati dovoljno hormona štitnjače ( hipotireoza ) unatoč povećanoj količini tkiva štitnjače.
- Opskrba krvlju - Angiogeneza je proces kojim stanice privlače krvne žile za rast i hranjenje tkiva. Normalne stanice prolaze proces koji se zove angiogeneza samo kao dio normalnog rasta i razvoja i kad je potrebno novo tkivo za popravak oštećenog tkiva. Stanice raka prolaze kroz angiogenezu čak i kada rast nije neophodan. Jedna vrsta liječenja raka uključuje upotrebu inhibitora angiogeneze - lijekova koji blokiraju angiogenezu u tijelu u nastojanju da tumori ostanu bez uzgoja.
Više razlika između stanica raka i normalnih stanica
Ovaj popis sadrži daljnje razlike između zdravih stanica i stanica raka. Za one koji žele preskočiti ove tehničke bodove, prijeđite na sljedeći podnaslov označen sažimanjem razlika.
- Izbjegavanje potiskivača rasta -Normalne stanice kontroliraju rasta (tumorski) supresori. Postoje tri glavne vrste tumorskih supresorskih gena koji kodiraju proteine koji potiskuju rast. Jedna vrsta govori stanicama da usporavaju i prestanu dijeliti. Jedna je vrsta odgovorna za popravljanje promjena u oštećenim stanicama. Treći tip je zadužen za gore navedenu apoptozu. Mutacije koje rezultiraju da bilo koji od tih tumorskih supresorskih gena bude deaktiviran omogućuju stanicama raka da rastu neprovjerene.
- Invazivnost - Neobične stanice slušaju signale iz susjednih stanica i prestanu uzgajati kada utječu na obližnje tkivo (nešto što se naziva inhibicija kontakta). Stanice raka zanemaruju te stanice i napadaju obližnja tkiva. Benigni (ne-kancerozni) tumori imaju vlaknastu kapsulu. Oni mogu potisnuti protiv obližnjih tkiva, ali ne upadaju u mjehur s drugim tkivima. Stanice raka, za razliku od toga, ne poštuju granice i napadaju tkiva. To rezultira prstnim projiciranjima koja su često zabilježena na radiološkim pregledima tumorskih tumora. Riječ raka, zapravo, potječe od latinske riječi za rakovicu koja je opisivala crablno invaziju na rakove u obližnja tkiva.
- Energetski izvori -Normalne stanice dobivaju većinu svoje energije (u obliku molekule pod nazivom ATP) kroz proces koji se naziva Krebsov ciklus, a tek manji dio njihove energije kroz drugi proces zvan glikoliza. Dok normalne stanice proizvode većinu svoje energije u prisutnosti kisika, stanice raka proizvode većinu svoje energije u odsutnosti kisika. Ovo je razlog za hiperbaričnim tretmanima kisikom koji su eksperimentalno korišteni (s razočaravajućim rezultatima do sada) kod nekih ljudi s rakom.
- Mortalitet / besmrtnost -Normalne stanice su smrtne, tj. Imaju životni vijek. Stanice nisu oblikovane da žive zauvijek, i baš kao i ljudi u kojima su prisutni, stanice stare. Istraživači počinju gledati nešto što se zove telomeri , strukture koje drže DNK zajedno na kraju kromosoma, za njihovu ulogu u raku. Jedno od ograničenja rasta u normalnim stanicama je duljina telomera. Svaki put kad se stanica dijeli, telomeri postaju kraći. Kada telomeri postanu prekratki, stanica više ne može podijeliti i stanica umre. Stanice raka su shvatile način obnavljanja telomera tako da mogu dalje podijeliti. Enzim koji se zove telomeraza djeluje kako bi produljio telomere tako da se stanica može podijeliti na neodređeno vrijeme - bitno da postane besmrtna.
- Sposobnost "skrivanja" - Mnogi se ljudi pitaju zašto se rak može ponavljati godinama, a ponekad i desetljećima nakon što se čini da nema (osobito s tumorima kao što su pozitivni karcinom dojke receptora estrogena). Postoji nekoliko teorija zašto se rakovi mogu ponovo pojaviti . Općenito, smatrano je da postoji hijerarhija stanica raka, s nekim stanicama (matičnim stanicama raka) koje imaju sposobnost odoljeti liječenju i ležanja. Ovo je aktivno područje istraživanja i izuzetno važno.
- Genomska nestabilnost -Normalne stanice imaju normalnu DNA i normalni broj kromosoma. Stanice raka često imaju abnormalni broj kromosoma i DNK postaje sve abnormalan, budući da razvija mnoštvo mutacija. Neki od njih su mutacije vozača, što znači da oni potiču transformaciju stanice da bude kancerogen. Mnoge mutacije su putničke mutacije, što znači da nemaju izravnu funkciju za stanicu raka. Za neke vrste raka, utvrđivanje prisutnosti mutacija vozača ( molekularno profiliranje ili testiranje gena ) omogućuje liječnicima da upotrebljavaju ciljane lijekove koji specifično usmjeravaju rast raka. Razvoj ciljanih terapija kao što su EGFR inhibitori za karcinom s EGFR mutacijama jedan je od brzorastućih i naprednijih područja liječenja raka.
Više promjena koje je potrebno da stanica postane raka
Kao što je gore navedeno, postoje mnoge razlike između normalnih stanica i stanica raka. Također vrijedi spomenuti i broj "kontrolnih točaka" koji treba zaobići da stanica postane kancerozna.
- Stanica mora imati čimbenike rasta koji ga potiču na rast čak i kada rast nije potreban.
- Mora izbjegavati proteine koji usmjeravaju stanice da prestanu uzgoj i umru kada postanu abnormalne.
- Stanica treba izbjegavati signale iz drugih stanica,
- Stanice trebaju izgubiti normalnu "ljepljivost" (adhezijske molekule) koje proizvode normalne stanice.
Sve u svemu, vrlo je teško za normalnu stanicu postati kancerozna, što može izgledati iznenađujuće s obzirom da će jedan od dva muškarca i jedna od tri žene razviti rak tijekom svog života. Objašnjenje je da se u normalnom tijelu oko tri milijarde stanica dijeli svaki dan. "Nesreće" u reprodukciji stanica uzrokovane nasljedstvom ili karcinogenima u okolišu tijekom bilo koje od tih odjeljaka mogu stvoriti stanicu koja nakon daljnjih mutacija može razviti u stanicu raka.
Benigni protiv malignih tumora
Kao što je gore navedeno, postoje brojne razlike u stanicama raka i normalnim stanicama koje čine bilo benigni ili maligni tumori. Osim toga, postoje načini na koje se tumori koji sadrže stanice raka ili normalne stanice ponašaju u tijelu. Neke od ovih dodatnih razlika navedene su u ovom članku o razlikama između benignih i malignih tumora .
Koncept karcinoma matičnih stanica
Nakon razgovora o ovim brojnim razlikama između stanica raka i normalnih stanica, možda se pitate postoje li razlike između samih stanica raka. Da postoji hijerarhija stanica raka - neki imaju različite funkcije od drugih - temelj su rasprava o matičnim stanicama raka kako je gore diskutirano.
Još uvijek ne razumijemo kako se stanice raka naizgled skrivaju godinama ili desetljećima, a zatim se ponovno pojavljuju. Neki smatraju da su "generali" u hijerarhiji stanica raka koji se nazivaju matičnim stanicama raka mogu biti otporniji na tretmane i imaju sposobnost ležanja dok druge stanice raka vojnika ne budu uklonjene tretmanima kao što je kemoterapija. Dok trenutno liječimo sve tumorske stanice u tumoru kao identičnom, vjerojatno je da će u budućim tretmanima uzeti u obzir neke od razlika u stanicama raka u pojedinačnom tumoru.
Dno crta na razlikama između normalnih stanica i stanica raka
Mnogi ljudi postaju frustrirani, pitajući se zašto još nismo pronašli način za zaustavljanje svih karcinoma na njihovim stazama. Razumijevanje brojnih promjena koje stanica prolazi kroz proces postaje stanice raka može pomoći objasniti neku složenost. Ne postoji korak već mnogo, koji se trenutačno rješava na različite načine. Osim toga, važno je shvatiti da rak nije jedna bolest nego stotine različitih bolesti. Čak i dva karcinoma koji su isti s obzirom na vrstu i stupanj, mogu se ponašati vrlo različito. Ako bi bilo 200 ljudi s istim tipom i stupnjem raka u sobi, imali bi 200 različitih vrsta raka s molekularnog stajališta.
Međutim, korisno je znati da kad saznamo više o tome što čini stanicu raka kao stanicu raka, dobivamo više uvida u tome kako zaustaviti stanicu od reprodukcije, a možda i prijelaz da postanemo stanice raka u prvom mjesto. Napredak se već provodi u toj areni, jer se razvijaju ciljane terapije koje diskriminiraju stanice raka i normalne stanice u svom mehanizmu. I istraživanje imunoterapije jednako je uzbudljivo, jer nalazimo načine kako "potaknuti" vlastite imunološke sustave da učine ono što već znaju učiniti. Pronađite stanice raka i uklonite ih. Utvrđivanje načina na koji se stanice raka "maskiraju" i skrivaju rezultiralo je boljim tretmanima i neuobičajeno potpune remisije za neke ljude s najnaprednijim solidnim tumorima.
> Izvori:
> DeBaradinis, R. et al. Biologija raka: metaboličko reprogramiranje potiče rast stanica i proliferaciju. Metabolizam stanica . 2008. 7 (1): 11-20.
> Nacionalni institut za rak. Modul edukacije SEER. Stanična biologija raka. https://training.seer.cancer.gov/disease/cancer/biology/
> Nacionalni institut za rak. Što je rak? Ažurirano 02/09/15. https://www.cancer.gov/about-cancer/understanding/what-is-cancer
> Nio, K., Yamashita, T., i S. Kaneko. Razvijeni koncept raka jetre matičnih stanica. Molekularni karcinom . 2017. 16 (1): 4.