Канцерогенез

Учебные материалы по биологии / Изучение ретровирусов / Канцерогенез

Канцерогенез (от латинского cancerogenesis; cancer - рак и древнегреческого γένεσις - зарождение, развитие) - сложный патофизиологический процесс зарождения и развития опухоли (синоним онкогенез).

При онковирусной инфекции происходит не разрушение клетки, а онкогенная ее трансформация, которая обусловлена онкогеном. Онкоген имеет клеточное происхождение и захватывается в процессе интеграции и вырезания ДНК-провируса. Таким образом роль вируса в онкогенезе заключается в транспорте клеточного онкогена в такие участки генома, где он выходит из-под контроля клетки. Это ускользание из-под контроля является исходным моментом для превращения нормальной клетки в опухолевую. Онкоген не только не требуется для репродукции онковирусов, но часто вирусы, содержащие этот ген, бывают дефектными и не способными к репродукции. В то же время дефектность по онкогену лишает онковирусы способности индуцировать опухоли. Онкогены высококонсервативны: одинаковые последовательности обнаружены у дроздофилы, птиц и млекопитающих, включая человека.

Различные и даже одни и те же онковирусы могут содержать разные онкогены. Один и тот же онкоген может вызывать трансформацию разных тканей и характер опухоли определяется видом ткани.

Теория клеточного происхождения онкогена объясняет полиэтиологическую природу онкогенеза, возникающего при действии различных факторов - вирусных, химических , радиационных и других. В основе онкогенеза лежат одни и те же механизмы: онкоген ® онкобелок ® трансформация клетки ® туморогенез (образование раковых клеток). Активирующие факторы вызывают появление или активацию предшествующих в геноме участков ДНК, которые начинают функционировать как онкогены.

Любая нормальная клетка содержит латентные раковые гены, получившие название протоонкогены. Существуют две гипотезы, объясняющие превращение протоонкогена в онкоген, одна из которых основана на качественных, а другая - на количественных изменениях протоонкогенов. Активация онкогена может произойти в результате точечной мутации в протоонкогене, например, при замене гуанозина на тимидин. Модифицированный белок отличается от исходного лишь одной аминокислотой: в нем глицин заменен валином. Вторая гипотеза исходит из количественных изменений протоонкогенов. В том случае, если протоонкоген оказался сопряженным с сильным промотором - участком гена, связывающим полимеразу - начинается амплификация (усиленная транскрипция) протоонкогена. Чрезмерная экспрессия протоонкогена включает следующие стадии: амплификация гена может возникать либо в результате его перемещения либо в результате встраивания в соседней области сильного промотора. Промоторы могут быть вирусной природы. При вырезании интегрированного провируса вирусный ген может захватить протоонкоген и вместе с ним интегрировать в другую область клеточного генома, где происходит амплификация онкогена благодаря вирусному промотору или соседнему сильному клеточному промотору. Таким путем протоонкоген переносится из строго регулируемых областей клеточного генома в другие области.

Изучение процесса канцерогенеза является ключевым моментом как для понимания природы опухолей, так и для поиска новых и эффективных методов лечения онкологических заболеваний.

Канцерогенез - сложный многоэтапный процесс, ведущий к глубокой опухолевой реорганизации нормальных клеток организма.

Заключение

Ретровирусы оказались удивительным объектом исследования. Сначала их изучали как модель вирусного канцерогенеза, и это направление оказалось успешным во многих отношениях. Изучение ретровирусов позволило глубоко проникнуть в механизм канцерогенеза. Благодаря им был обнаружен набор эволюционно консервативных генов эукариот (c-onc), вероятно играющих важную роль в нормальном развитии и дифференцировке. Было установлено, что в разнообразных спонтанно и экспериментально индуцируемых опухолях функционирование этих генов изменяется. Поиск ретровирусов человека привел к открытию по крайней мере одного ретровируса (HTLV - вирус Т-клеточной лейкемии человека), тесно ассоциированного с определенной неоплазией человека. Помимо огромного влияния на развитие онкологии изучение репликации и обратной транскрипции генома ретровирусов, их интеграция с клеточной ДНК и организация регуляторных элементов (LTR) позволило обнаружить новые биологические механизмы функционирования эукариотической клетки. В будущем исследования ретровирусов приведут к новым открытиям в экспериментальной патологии, канцерогенезе человека и молекулярной биологии.