Tytułem wstępu.

To nie blog. To portal. A właściwie część multiportalowej platformy o nazwie - "Nie Dla Opornych".
To nie blog, to komentarz - do rzeczywistości, przyspieszonej jakby chęć zatrzymania się nad czymkolwiek była efektem wewnętrznej słabości lub powodem do wstydu.
To nie lifestyle. To nauka, podana w taki sposób by była zrozumiała dla człowieka inteligentnego, laika choć zdolnego zrozumieć i zaciekawić się, czymś co rozumowi daje odzew.

Pamiętacie stare artykuły popularnonaukowe? Stare popularnonaukowe książki? Czasopisma? Ich serce biło powoli i z precyzją kwantowego zegara. Ich celem było rzeczowe i dogłębne wyjaśnienie omawianego problemu. Ich odbiorcą był inteligentny erudyta.
To wszystko znikło z otaczającej nas rzeczywistości.
Pismo "Problemy" padło w raz z nastaniem ery płatności za słowo. "Wiedza i życie" oraz "Świat Nauki" zmieniły się w kolorowe, lifestylowe gazetki zagubione w poszukiwaniu rynkowego sukcesu.
Pragnąc wskrzesić dawne podejście do popularyzowania nauki - rzeczowe, dogłębne, pełne szacunku dla czytelnika - uruchamiamy tą część większego projektu, która ma prezentować zapomniane już, ale wciąż AKTUALNE artykuły popularnonaukowe wydobyte z pożółkłych kartek wyżej wspomnianych czasopism.

Bliżniaczym naszym portalem jest Sztuka Nie Dla Opornych oraz strona na Facebooku zbierająca posty i komentarze z obu tych portali.
Mamy nadzieję, że w tym powolnym, pełnym refleksji nurcie znajdziesz miejsce dla siebie.
Miłego przepływu!



ps. Pod każdym z artykułów oprócz linków multimedialnych, znajduje się miejsce przeznaczone na promocję autora. Zachęcamy was do odwiedzania umieszczonych tam odnośników. Portal nie ma charakteru zarobkowego. Odwdzięczamy się więc autorom możliwością popularyzacji ich nazwiska i ich dzieł.
Ponadto nie wstawiamy samodzielnie materiałów filmowych i muzyki do internetu. Istniejące już w sieci materiały zostały jedynie przelinkowane tak by odnośniki nie straciły na aktualności.


Artykuły według kolejności:

piątek, 18 stycznia 2013

Nowotwory cz. III - Nowotwory — skomplikowane schorzenie


Problemy 09/1992

Jak powstaje choroba nowotworowa? Poniżej, podstawowy artykuł dotyczący genetycznych podstaw chorób nowotworowych.
Polecam.
Citronian-Man
----------------------------------------------------------------
      Podstawowe badania nad istotą choroby nowotworowej prowadzone są intensywnie w czołowych ośrodkach naukowych świata, a dostarczana przez nie wiedza jest coraz bardziej skomplikowana i trudna.
Przypomnijmy: transformacja nowotworowa normalnej komórki, prowadząca do powstania guza nowotworowego czy białaczki spowodowana może być ogromną różnorodnością czynników. Od dawna wiemy, że czynnikami rakotwórczymi może być promieniowanie jonizujące pochodzące np. z radioizotopów łub aparatów rentgenowskich, substancje chemiczne rakotwórcze zawarte np. w dymie tytoniowym w smole pogazowej, w produktach niektórych pleśni, czy wreszcie zakażenie pewnymi wirusami. Ta różnorodność czynników rakotwórczych, a także fakt, że w niektórych rodzinach nowotwory pojawiają się częściej niż w innych, dezorientował przez dziesiątki lat badaczy mechanizmów powstawania choroby nowotworowej. Dzisiaj wiadomo, że wszystkie te czynniki mają jeden punkt wspólny — powodują ściśle sprecyzowane zmiany w aparacie genetycznym normalnych komórek, zmieniając je czyli transformując w komórki nowotworowe. Dwa rodzaje genów są odpowiedzialne za transformację nowotworową: onkogeny i geny hamujące rozrost nowotworowy, czyli tzw. antyonkogeny.
Wiadomo obecnie o kilkudziesięciu onkogenach i to na tyle dokładnie, że poznano ich sekwencje nukleotydowe. Okazało się, że onkogeny są normalnym składnikiem genomu komórki. Co więcej onkogeny mają do spełnienia w normalnej komórce funkcje niezbędne dla jej normalnego funkcjonowania. W takim stanie nazywamy te geny protoonkogenami. Zmieniają się one w prawdziwe onkogeny pod wpływem rozmaitych czynników. Zmiany polegać mogą na tym, że geny te ulegają mutacji, czyli zmianie w swojej budowie. To z kolei może powodować wytwarzanie nienormalnego produktu tego onkogenu, czyli zmienionego w swej budowie białka. Ale bywa i tak, że protoonkogen nie ulega żadnemu przekształceniu, ale zmianie ulega jego regulacja. Na przykład pod wpływem wbudowanego w jego pobliże genomu wirusa onkogennego — czyli wirusa wywołującego zmiany nowotworowe — produkt danego onkogenu zaczyna być produkowany w nadmiernej ilości. To może wystarczyć — jak przekonamy się poniżej—do nowotworowej transformacji komórki.
Inaczej ma się sprawa z nie tak dawno odkrytymi antyonkogenami, czyli genami hamującymi rozrost nowotworowy. Samo odkrycie ich istnienia nastręczało trudności, ponieważ genów tych „nie widać". Gdy działają, wszystko w komórce „idzie" normalnie. Dopiero gdy przestają działać, zaczyna się rozrost nowotworowy. Otóż odkrycie czegoś, co ujawnia się na skutek braku funkcji, jest metodycznie bardzo trudne. Pierwszym odkrytym antyonkogenem był gen, od którego zależy pojawianie się bardzo złośliwego nowotworu siatkówki oka zwanego retinoblastoma. Nieprawidłowe działanie tego antyonkogenu powoduje także powstawanie innych nowotworów, jak np. bardzo groźnych nowotworów tkanki kostnej. Ilość poznanych antyonkogenów jest o wiele mniejsza w zestawieniu z onkogenami. Poznano ich zaledwie kilka, wobec kilkudziesięciu znanych onkogenów.
Jednym z lepiej poznanych jest gen p53. Znany jest on dlatego, że przy każdym uszkodzeniu DNA komórkowego natychmiast wzrasta ilość kodowanego przez ten gen białka — p53. Wystarczy napromienić komórki niewielką dawką promieniowania jonizującego albo zadziałać niewielkim stężeniem związków chemicznych imitujących w skutkach działanie promieni jonizujących — są to tzw. związki radiomimetyczne — by uzyskać ten efekt Najważniejszym jednak stwierdzeniem jest to, że w większości ludzkich nowotworów stwierdza się mutację tego genu p57. Kilkanaście laboratoriów pracowało i pracuje nadal nad zrozumieniem mechanizmu działania tego właśnie antyonkogenu, czyli nad zrozumieniem mechanizmu hamującego rozrost nowotworowy. Wydaje się, że mechanizm działania tego właśnie antyonkogenu został poznany.
Nie będziemy się wdawali tutaj w opis metod poznawania roli genu p57, ale przedstawimy wyniki końcowe. Otóż wiemy co robi ten gen w normalnej niestransformowanej komórce. Białko kodowane przez ten gen należy do grupy białek, które rozpoznają w sposób swoisty pewne sekwencje nukleotydowe w DNA komórki. Rozpoznawanie to oznacza, że białka te przylegają do tych sekwencji, czyli do określonego ściśle miejsca na łańcuchu DNA i uruchamiają transkrypcję określonych genów. Tak więc normalna rola białka p57 polega na regulacji transkrypcji genów. Gdy jednak, na skutek jakiejkolwiek przyczyny dojdzie do uszkodzenia DNA komórkowego, sytuacja się zmienia. Pod wpływem produktu genu p57 rozwija się mechanizm, znany z genetyki bakteryjnej jako mechanizm SOS. Gen p57 hamuje podziały uszkodzonych komórek w fazie zwanej w cytologii — fazą G„ zatrzymując syntezę DNA komórkowego. Synteza ta jest potrzebna dla normalnego podziału komórki i rozdzielenia pomiędzy jej potomstwo połowy DNA. Zatrzymanie dzielących się komórek w fazie G, daje komórce szanse na uruchomienie, zawsze w każdej komórce istniejącego, mechanizmu reperacji uszkodzonego DNA. Stąd nazwa „mechanizm SOS". Jeżeli dojdzie do reperacji uszkodzonego DNA, komórka przejdzie w fazę syntezy DNA, czyli fazę S i ulegnie normalnemu podziałowi. Jeżeli do reperacji nie dojdzie, to gen p57 uruchomi mechanizmy apoptozy, czyli mechanizmy samobójczej śmierci komórki.
Należy przypomnieć, że każda komórka posiada mechanizm samobójstwa, czyli apoptozy. Jest to mechanizm regulujący długość życia komórki. Obecnie widomo, że każda komórka popełnia samobójstwo, gdy tylko ustanie dopływ sygnałów chemicznych z komórek i tkanek z sąsiedztwa. Apoptoza jest zjawiskiem normalnym dla każdej komórki. Alternatywą jest albo podział komórkowy, albo transformacja nowotworowa. Śmierć z apoptozy różni się od obumarcia komórki z przyczyn patologicznych, i daje się rozpoznać okiem doświadczonego histopatologa pod mikroskopem. Konkludując należy więc stwierdzić, że gen p57 jest strażnikiem dobrego stanu genomu komórki, czyli jej DNA.
Co się dzieje, gdy gen ten ulegnie mutacji i przestaje działać? Efektem jest oczywiście ustanie funkcji ochronnej kodowanego przezeń białka. Uszkodzenia DNA nie zostają zreperowane, komórki dzielą się nadal a uszkodzenia DNA przechodzą z pokolenia na pokolenie. W takich warunkach łatwo dochodzi do wyselekcjonowania się klonu komórek nowotworowych i powstania nowotworu. Uszkodzenie więc genu hamującego rozrost nowotworowy, czyli uszkodzenie antyonkogenu prowadzi do powstania nowotworu.
Uważny czytelnik zauważył może, że uszkodzenie genu p57 znaleziono w większości, ale nie we wszystkich nowotworach ludzkich. Jak więc wygląda sytuacja w tych nowotworach, w których nie stwierdza się żadnej mutacji, czyli uszkodzenia antyonkogenu p57. Znaleziono i na to odpowiedź.
Otóż przy biochemicznym izolowaniu białka p57 okazało się, że jest ono izolowane w kompleksie z innym białkiem, które silnie się z nim wiąże. To drugie białko zidentyfikowano jako produkt jednego z niedawno odkrytych onkogenów komórkowych — onkogenu MDM2. Jest to onkogen najpierw odkryty u myszy, potem u szczurów, a teraz odkryto jego odpowiednik u ludzi. Onkogen, jak już było powiedziane, działać może po prostu przez zwielokrotnienie produkcji białka, które koduje. Tak działa rakotwórczo onkogen MDM2. Teraz jednak znany jest mechanizm jego działania. Nadmiar białka MDM wiąże się z białkiem antyonkogenu p57 i blokuje tym samym jego działanie. Jest to w wyniku końcowym taki sam efekt, jaki powstaje na skutek np. mutacji w zakresie genu p57. Prowadzi tą samą drogą i tymi samymi mechanizmami, które zostały powyżej opisane, do powstania nowotworu.
Podsumowując, należy stwierdzić, że gen p57 poprzez kodowane przez siebie białko bierze udział w regulacji aktywności niektórych genów w normalnej komórce. Białko to nie przeszkadza w zachodzeniu normalnych podziałów komórkowych. Gdy dojdzie jednak w komórce do uszkodzenia jej genomu, czyli DNA, gen p57 hamuje podział komórki do czasu ukończenia reperacji i wtedy dopiero dopuszcza do podziału komórki. Gdy do naprawy DNA nie dojdzie, gen ten uruchamia mechanizmy samobójcze komórki, prowadząc do tzw. śmierci zaprogramowanej — czyli apoptozy.
Wreszcie, gdy gen p57 ulegnie uszkodzeniu, albo — co na jedno wychodzi
—    gdy z powodu nadaktywności jakiegoś onkogenu, białko p57 zostanie zablokowane, uszkodzenia DNA są przekazywane poprzez niezahamowane podziały komórkowe z pokolenia na pokolenie, aż dojdzie do wyselekcjonowania klonu komórek nowotworowych. Jest to efekt braku aktywności genu hamującego rozrost nowotworowy, czyli inaktywacji antyonkogenu. Choroba nowotworowa, jak widać, kryje za sobą skomplikowane mechanizmy.
Na zakończenie należy wspomnieć o udanym eksperymencie genetycznym polegającym na wyhodowaniu szczepu myszy pozbawionych zupełnie genu p57, czyli myszy p57-null. Wbrew przewidywaniu — myszy te mnożą się i rozwijają normalnie. Widocznie funkcja uruchamiania transkrypcji genów przez gen p57 została w jakiś nie znany nam sposób zastąpiona. Natomiast u myszy tych — zgodnie z przewidywaniem — obserwuje się bardzo często występowanie guzów nowotworowych, ponieważ antyonkogen p57 nie istnieje w ich genomie.
Wirusy wytwarzające nowotwory, tzw. wirusy onkogenne, muszą uporać się z genem p57, jeżeli — antropomorfizując — „chcą wytworzyć nowotwór". Wirusy namnażają się po wbudowaniu swego genomu do genomu zakażonej komórki. Ich genom może zostać powielony jedynie w cyklu podziałowym zakażonych komórek, ponieważ przy syntezie DNA komórkowego, syntezie ulega również DNA wirusów. Wirusy onkogenne neutralizują aktywność genu p57, co jest zarówno warunkiem namnażania się wirusów, jak i warunkiem namnażania się komórek stransformowanych nowotworowo przez onkogenego wirusa.
Powyżej opisane wyniki badań prócz walorów poznawczych — niosą ze sobą wykorzystanie ich w terapii schorzeń nowotworowych. Jedną z największych przeszkód w terapii nowotworów jest bliskość biologiczna komórek normalnych i nowotworowo zmienionych. Chodzi po prostu o to, że środki terapeutyczne używane dla zniszczenia komórek nowotworowych, takie jak naświetlania promieniowaniem jonizującym, leki chemiczne czy działania immunologiczne, uszkadzają w dużej mierze także komórki normalne, niezmienione. Komórki nowotworowe tym głównie różnią się od normalnych, że stale dzielą się, nie słuchając żadnych sygnałów regulacyjnych. Komórki dzielące się są wrażliwsze na działanie wielu czynników uszkadzających — używanych także w celach terapeutycznych — od komórek nie dzielących się. Zamierza się uzyskać, działając czynnikami nietoksycznymi, pobudzenie czyli aktywację antyonkogenu p57 u pacjentów, po to, by zahamować podziały komórkowe komórek normalnych. W takich warunkach można będzie znacznie bezpieczniej stosować terapię nastawioną na niszczenie komórek znajdujących się w cyklu podziałowym, a więc komórek nowotworowych. Taka terapia jeszcze nie istnieje — ale istnieją teoretyczne przesłanki do jej stworzenia.
K. O.






Zachęcamy do dyskusji na temat podanych w artykule treści
oraz wklejania linków do materiałów multimedialnych.
Redakcja

Brak komentarzy:

Prześlij komentarz