Первая клетка. И чего стоит борьба с раком до последнего

Исследования рабочей группы Фогельштейна по колоректальному раку также показали, с какой частотой возникают разные мутации и какие из них могут столкнуть клетку в раковое состояние. Колоректальный рак развивается медленно, проходит три отдельные фазы зарождения, разрастания и метастазирования и зачастую достигает полномасштабной формы, которую мы наблюдаем в запущенных случаях, за двадцать-тридцать лет. Чаще всего клетка становится бессмертной, получив соматические мутации в ДНК. Такие мутации могут быть и наследственными, а могут вызываться факторами окружающей среды (примерно как мутации, вызванные бензолом, которые ведут к вторичным МДС и ОМЛ). Однако подавляющее большинство мутаций ДНК возникают из-за внутренних процессов в клетке. При каждой репликации ДНК происходит в среднем три ошибки. Кроме того, мутации возникают из-за квантовых эффектов при создании пар оснований между двумя цепями ДНК в хромосоме, из-за ошибок, вызванных ДНК-полимеразой, ферментом, который обеспечивает молекулам ДНК возможность копироваться, из-за метаболических повреждений ДНК активными формами кислорода, из-за гидролитического дезаминирования, которое приводит к нарушениям оснований ДНК. Все это вносит существенный вклад в повреждение ДНК. Обычно достаточно одной или всего нескольких драйверных мутаций в жизненно важных генах, чтобы столкнуть клетку в злокачественное состояние. Существует приблизительно 140 так называемых драйверных генов, ответственных за раковый фенотип, которые затрагивают лишь около десятка важнейших сигнальных путей, задействованных при размножении, дифференцировке и нормальном функционировании клетки. Из них около 90 % составляют гены, определяющие судьбу и выживание клетки, а 5–10 % контролируют темп мутаций во всех генах. Самые известные из последней группы – гены BRCA1 и BRCA2, наследственная мутация которых приводит к резкому повышению риска разных видов рака, особенно молочной железы и яичников.

Может показаться, что подобные драйверные мутации – очевидная мишень для таргетной терапии, и так и есть у детей, поскольку злокачественные клетки при раке у детей избавлены от “мутаций-пассажиров”, которые клетки накапливают с течением десятилетий. В целом у раковых клеток одна-две мутации-основательницы, но они порождают огромное множество дочерних клеток, у каждой из которых свой набор мутаций-пассажиров. Мутация-пассажир не затрагивает непосредственно функцию пролиферации клеток, но может воздействовать на распространение клонов, если проедет, так сказать, автостопом вместе с мутацией-основательницей. Рак по мере роста эволюционирует, постоянно добирает дополнительные мутации, обретает генетическое разнообразие, и таким образом создается экосистема клонов-носителей первоначальной мутации-основательницы и целого ряда дополнительных мутаций-пассажиров. Распространение клона зависит от пригодности ландшафта, складывающегося из генетической архитектуры клона и микроокружения. Первичная опухоль в желудке имеет дело с совсем иной почвой, нежели одна из ее дочерних клеток, поселившаяся в печени в виде метастаза. Мутации-основательницы у клонов клеток, живущих в желудке и в печени, будут одинаковыми, но их поведение и реакция на терапию зависят от совокупности мутаций-пассажиров и локальных сигналов в почве. Таргетное лекарство, нацеленное на мутацию-основательницу, истребит доминирующий клон клеток и даже, возможно, вызовет резкое сокращение опухоли, но затаившиеся субклоны с другим генетическим профилем неизбежно получат преимущества для роста и развития и вызовут рецидив. Хуже того, они не просто вызовут рецидив, они бросятся мстить, поскольку по определению это те самые клоны, которые прошли естественный отбор и выжили именно потому, что были невосприимчивы к терапии.