Med rakavimi celicami in normalnimi celicami je veliko razlik. Nekatere razlike so dobro znane, medtem ko so bile druge nedavno odkrite in manj razumljene. Morda vas zanima, kako so rakave celice drugačne, kot se spopadate z lastnim rakom ali s kajenjem. Za raziskovalce, ki razumejo, kako rakave celice delujejo drugače od normalne celice, je osnova za razvoj zdravljenja, ki je namenjena odstranjevanju telesa rakavih celic, ne da bi pri tem poškodovali normalne celice.
Prvi del tega seznama obravnava osnovne razlike med rakavimi celicami in zdravimi celicami. Za tiste, ki jih zanimajo nekatere težje razumljive razlike, je drugi del tega seznama tehničnejši.
Kratka razlaga beljakovin v telesu, ki uravnavajo rast celic, je prav tako koristna pri razumevanju rakavih celic. Naša DNK nosi gene, ki so načrt za beljakovine, proizvedene v telesu. Nekateri od teh proteinov so rastni faktorji, kemikalije, ki celicam razkrivajo in rastejo. Druge beljakovine delujejo za zatiranje rasti. Mutacije v določenih genih (na primer tiste, ki jih povzroča tobačni dim, sevanje, ultravijolično sevanje in druge rakotvorne snovi) lahko povzroči nenormalno proizvodnjo beljakovin. Preveč se lahko proizvede ali ni dovolj, ali pa bi lahko bile, da so proteini nenormalni in da delujejo drugače.
Rak je zapletena bolezen in običajno je kombinacija teh nepravilnosti, ki vodijo v rakavo celico, namesto na eno samo mutacijo ali beljakovinske motnje.
Rak celice v primerjavi s standardnimi celicami
Spodaj so predstavljene nekatere glavne razlike med normalnimi celicami in rakavimi celicami, ki nato razkrivajo, kako maligni tumorji rastejo in se drugače odzivajo na njihovo okolico kot benigni tumorji.
- Rast -Normalne celice prenehajo rasti (reproducirajo), ko so prisotne dovolj celic. Na primer, če se celice proizvajajo za popravilo reza v koži, nove celice niso več proizvedene, če je dovolj celic prisotnih, da zapolni luknjo; ko je opravljeno popravilo. V nasprotju s tem rakave celice ne prenehajo rasti, ko je prisotnih dovolj celic. Ta nadaljnja rast pogosto povzroči nastanek tumorja (skupek rakavih celic). Vsak gen v telesu nosi načrt, ki kodira različne beljakovine. Nekateri od teh proteinov so rastni faktorji, kemikalije, ki rastlinam povežujejo in delijo. Če je gen, ki kodira enega od teh proteinov, z mutacijo (onkogenom) v položaju "vklopljen", se še naprej proizvajajo proteinski faktorji. V odgovor, celice še naprej rastejo.
- Komunikacijske celice ne delujejo z drugimi celicami, kot to počnejo normalne celice. Običajne celice se odzivajo na signale, poslane iz drugih bližnjih celic, ki v bistvu pravijo, "ste dosegli svojo mejo." Ko običajne celice "slišijo" te signale, prenehajo z naraščanjem. Kancerogene celice se ne odzivajo na te signale.
- Popravljanje celic in celična smrt. -Normalne celice se bodisi popravijo ali umrejo (podvržene apoptozi), ko so poškodovane ali stare. Kancerogene celice se ne popravljajo ali pa niso podvržene apoptozi. Na primer, en protein, imenovan p53, ima nalogo preverjanja, ali je celica preveč poškodovana, da popravi, in če je tako, svetuje celici, da se ubije. Če je ta protein p53 nenormalen ali neaktiven (na primer iz mutacije v genu p53 ), se lahko stare ali poškodovane celice reproducirajo. Gen p53 je ena vrsta tumorskih supresorskih genov, ki kodirajo proteine, ki zavirajo rast celic.
- Lepljivost -Normalne celice izločijo snovi, zaradi katerih se lahko držijo skupaj v skupini. Kancerogene celice ne tvorijo teh snovi in lahko "plavajo" na bližnje kraje ali skozi krvni obtok ali sistem limfnih kanalov v oddaljene regije v telesu.
- Sposobnost metastaziranja (Spread) -Normalne celice ostanejo na območju telesa, kjer pripadajo. Na primer pljučne celice ostanejo v pljučih. Rakove celice, ker nimajo adhezijskih molekul, ki povzročajo lepljivost, lahko potujejo prek krvnega obtoka in limfnega sistema v druge regije telesa - sposobnost metastaziranja . Ko pridejo v novo regijo (kot so bezgavke , pljuča, jetra ali kosti), začnejo rasti, ki pogosto tvorijo tumorje, ki so daleč od prvotnega tumorja. (Več o tem, kako se rak širi .)
- Videz - po mikroskopu lahko normalne celice in rakave celice izgledajo precej drugače. V nasprotju z običajnimi celicami rakave celice pogosto kažejo veliko večjo spremenljivost v velikosti celic, nekatere so večje od običajne in nekatere so manjše od običajne. Poleg tega so rakave celice pogosto nenormalne oblike, tako celice kot jedra ("možganov" celice). Jedro se zdi tako večje kot temnejše od običajnih celic. Razlog za temo je, da jedro rakavih celic vsebuje presežne DNK. V bližini so rakave celice pogosto nenormalno število kromosomov, ki so razporejeni na neorganiziran način.
- Stopnja rasti -Normalne celice se razmnožujejo in se nato ustavijo, ko so prisotne dovolj celic. Rakove celice se hitro razmnožujejo, preden imajo celice možnost zorenja.
- Zorenje - Zorne celice so zrele. Rak celice, ker hitro rastejo in delijo, preden so celice popolnoma zrele, ostanejo nezrele. Zdravniki uporabljajo izraz, nediferenciran za opis nezrelih celic (v nasprotju z diferenciranim, da bi opisali bolj zrele celice.) Drug način, kako to pojasniti, je, da vidijo rakave celice kot celice, ki ne "odrastejo" in se specializirajo za odrasle celice. Stopnja zorenja celic ustreza "stopnji" raka . Rakse so razvrščene na lestvici od 1 do 3, pri čemer so 3 najbolj agresivne.
- Izogibanje imunskemu sistemu - Ko se normalne celice poškodujejo, imunski sistem (prek celic, imenovanih limfociti) identificira in odstrani. Kancerogene celice se lahko izognejo (zavedejo) imunski sistem, ki je dovolj dolg, da prehaja v tumor bodisi z izogibanjem odkrivanja bodisi z izločanjem kemikalij, ki inaktivirajo imunske celice, ki prihajajo na sceno. Nekatera nova zdravila za imunoterapijo obravnavajo ta vidik rakavih celic.
- Funkcionalne -Normalne celice opravljajo funkcijo, ki naj bi jo izvajali, medtem ko rakave celice morda ne bodo delovale. Na primer, normalne bele krvničke pomagajo pri preprečevanju okužb. Pri levkemiji je število belih krvnih celic lahko zelo veliko, vendar ker rakave belih krvnih celic ne delujejo, kot bi smeli, ljudje lahko bolj ogrožajo okužbo tudi z zvišanim številom belih krvnih celic. Enako velja za proizvedene snovi. Na primer, normalne ščitnične celice proizvajajo ščitnični hormon. Kancerogene ščitnične celice ( rak ščitnice ) morda ne povzročajo ščitničnega hormona. V tem primeru telesu morda manjka dovolj ščitničnega hormona ( hipotiroidizma ) kljub povečani količini ščitničnega tkiva.
- Krvna oskrba - Angiogeneza je proces, s katerim celice pritegnejo krvne žile, da rastejo in hranijo tkivo. Normalne celice opravijo proces, imenovan angiogeneza, le kot del normalne rasti in razvoja ter ko je potrebno novo tkivo za popravilo poškodovane tkiva. Kancerogene celice so podvržene angiogenezi, tudi če rast ni potrebna. Eden od načinov zdravljenja raka je uporaba zaviralcev angiogeneze - zdravil, ki blokirajo angiogenezo v telesu, da bi preprečili rast tumorjev.
Več razlike med celicami raka in normalnimi celicami
Ta seznam vsebuje nadaljnje razlike med zdravimi celicami in rakavimi celicami. Za tiste, ki želijo preskočiti te tehnične točke, prosimo, preskočite na naslednji podštevilki z oznako, ki povzema razlike.
- Uveljavljanje zaviralcev rasti -Normalne celice nadzirajo rastoči (tumorski) supresorji. Obstajajo tri glavne vrste tumorskih supresorskih genov, ki kodirajo proteine, ki zavirajo rast. En tip pove celice, da se upočasnjujejo in prenehajo deliti. Ena vrsta je odgovorna za določanje sprememb v poškodovanih celicah. Tretji tip je odgovoren za zgoraj navedeno apoptozo. Mutacije, ki povzročijo, da je katerikoli od teh genov tumorskih supresorjev inaktiviran, omogočajo, da rakave celice rastejo neprekinjeno.
- Invazivnost -Normalne celice poslušajo signale iz sosednjih celic in prenehajo zrasle, ko posegajo v bližnja tkiva (nekaj, kar se imenuje zaviranje kontakta). Celice raka ignorirajo te celice in napadajo bližnja tkiva. Benigni (brez rakavih) tumorjev imajo vlaknato kapsulo. Lahko se potisnejo proti bližnjim tkivom, vendar se ne napadajo / ne mešajo z drugimi tkivi. Rakete, nasprotno, ne spoštujejo meja in napadajo tkiva. Posledica tega so prstne projekcije, ki se pogosto pojavljajo pri radioloških pregledih rakastih tumorjev. Beseda rak, pravzaprav, izhaja iz latinske besede za rakovice, ki se uporablja za opis invazije raka podobnih vrst raka v bližnja tkiva.
- Energija Vir - Normalne celice dobijo večino svoje energije (v obliki molekule, imenovane ATP) skozi proces, imenovan cikel Krebs, in le majhno količino svoje energije skozi drug proces, imenovan glikoliza. Medtem ko normalne celice proizvajajo večino svoje energije v prisotnosti kisika, rakave celice proizvajajo večino svoje energije v odsotnosti kisika. To je razlog za hiperbarične kisikove terapije, ki so bili uporabljeni eksperimentalno (z razočaravajujočimi rezultati doslej) pri nekaterih bolnikih z rakom.
- Smrtnost / nesmrtnost -Normalne celice so smrtne, torej imajo življenjsko dobo. Celice niso zasnovane tako, da živijo večno, in tako kot ljudje, v katerih so prisotni, celice ostarejo. Raziskovalci začenjajo gledati na nekaj imenovanih telomerov , struktur, ki imajo DNA ob koncu kromosomov, za njihovo vlogo pri raku. Ena od omejitev rasti normalne celice je dolžina telomerov. Vsakič, ko se celica razdeli, telomeri postanejo krajši. Ko telomeri postanejo prekratek, se celica ne more več ločiti in celica umre. Rak celice so ugotovile, kako obnoviti telomere, tako da se lahko še naprej delijo. Encim imenovan telomeraz deluje za podaljšanje telomerov, tako da se celica lahko razdeli za nedoločen čas - v bistvu postaja nesmrtna.
- Sposobnost "skrivanja". -Mnogi se sprašujejo, zakaj se lahko rak ponovijo leta, včasih pa tudi desetletja po tem, ko se zdi, da je izginil (še posebej pri tumorjih, kot so pozitivni rak dojk na estrogenskem receptorju.) Obstaja več teorij, zakaj se lahko ponovi pojav raka . Na splošno je mišljeno, da obstaja hierarhija rakavih celic, pri čemer imajo nekatere celice (matične celice raka) sposobnost, da se upirajo zdravljenju in ležijo v mirovanju. To je aktivno področje raziskav in izjemno pomembno.
- Genomska nestabilnost -Normalne celice imajo normalno DNA in normalno število kromosomov. Kancerogene celice imajo pogosto nenormalno število kromosomov in DNA postaja vse bolj nenormalna, saj razvije množico mutacij. Nekatere od teh so mutacije voznika, kar pomeni, da preoblikujejo celico, da je rakava. Mnoge mutacije so mutacije potnikov, kar pomeni, da nimajo neposredne funkcije za rakavo celico. Pri nekaterih vrstah raka, ki določajo, katere gonilne mutacije so prisotne ( molekularno profiliranje ali testiranje genov ), lahko zdravniki uporabljajo ciljna zdravila, ki posebej usmerjajo rast raka. Razvoj ciljnih terapij, kot so zaviralci EGFR za rake z mutacijami EGFR, je eden od hitro rastočih in naprednejših področij zdravljenja raka.
Potrebne so večje spremembe, da bi celica postala rakasta
Kot je bilo že omenjeno, obstaja veliko razlik med normalnimi celicami in rakavimi celicami. Pomembno je tudi število "kontrolnih točk", ki jih je treba obvoditi, da bi celica postala rakasta.
- Celica mora imeti dejavnike rasti, ki jo spodbuja k rasti, tudi kadar rast ni potrebna.
- Treba se je izogniti beljakovinam, ki usmerjajo celice, da prenehajo zrasle in umrejo, ko postanejo nenormalne.
- Celica mora izogniti signalom iz drugih celic,
- Celice morajo izgubiti običajno "lepljivost" (adhezijske molekule), ki jih proizvajajo normalne celice.
Na splošno je zelo težko, da normalna celica postane rakasta, kar se lahko zdi presenetljivo, saj bo eden od dveh moških in ena od treh žensk razvil raka v svoji življenjski dobi. Razlaga je, da v normalnem telesu približno tri milijarde celic delijo vsak dan. "Nesreče" pri razmnoževanju celic, ki jih povzročijo dednosti ali rakotvorne snovi v okolju med katerim koli od teh delitev, lahko ustvari celico, ki se lahko po nadaljnjih mutacijah razvije v rakavo celico.
Benign proti malignim tumorjem
Kot je bilo že omenjeno, obstaja veliko razlik v rakavih celicah in normalnih celicah, ki tvorijo benigne ali maligne tumorje. Poleg tega obstajajo načini, da se v telesu obnašajo tumorji, ki vsebujejo rakave celice ali normalne celice. Nekatere od teh dodatnih razlik v tem članku opozarjamo na razlike med benignimi in malignimi tumorji .
Koncept matičnih celic raka
Po razpravi o teh številnih razlikah med rakavih celic in normalnimi celicami se lahko sprašujete, ali obstajajo razlike med rakavimi celicami. Da je lahko hierarhija rakavih celic, ki imajo različne funkcije kot druge, je osnova za razprave o izvornih celicah raka, kot je razloženo zgoraj.
Še vedno ne razumemo, kako se lahko rakave celice skrivajo že leta ali desetletja in se nato ponovno pojavijo. Nekateri menijo, da so "generali" v hierarhiji rakavih celic, ki jih imenujemo rakave matične celice, lahko bolj odporni proti zdravljenju in imajo sposobnost, da ležijo v mirovanju, ko se druge celice rakavih celic izločijo z zdravljenji, kot je kemoterapija. Medtem ko trenutno obravnavamo vse rakave celice v tumorju kot enake, je verjetno, da bodo v prihodnjih zdravljenjih še bolj upoštevane nekatere razlike v rakavih celicah v posameznem tumorju.
Bottom Line o razlikah med normalnimi celicami in celicami raka
Mnogi ljudje postanejo razočarani in sprašujejo se, zakaj še nismo našli poti, da ustavimo vse vrste raka v njihovih poteh. Razumevanje številnih sprememb, ki jih celica preživi v procesu postajanja rakavih celic, lahko pomagajo razložiti nekaj zapletenosti. Ni en korak, temveč veliko, ki se trenutno obravnavajo na različne načine. Poleg tega je pomembno, da se zavedamo, da rak ni ena bolezen, temveč več sto različnih bolezni. In tudi dva raka, ki sta enaka glede na vrsto in stopnjo, se lahko obnašajo zelo različno. Če bi v sobi imeli 200 ljudi z isto vrsto in stopnjo raka, bi imeli z molekularnega vidika 200 različnih vrst raka.
Pomembno pa je, da vemo, da, ko izvedemo več o tem, kaj rakave celice rakaste celice, dobimo večji vpogled v to, kako preprečiti reprodukcijo celice in morda celo prehod v to, da postane rakava celica v prvem mesto. V tej areni že poteka napredek, saj se razvijajo ciljne terapije, ki v svojem mehanizmu razlikujejo med rakavimi celicami in normalnimi celicami. In raziskave o imunoterapiji so prav tako zanimive, saj iščemo načine za "spodbujanje" lastnih imunskih sistemov, da naredijo tisto, kar že vedo. Poiščite rakave celice in jih odpravite. Odkrivanje načinov, kako se rakave celice "preoblečejo" in skrivajo, je pri nekaterih ljudeh z najsodobnejšimi solidnimi tumorji izboljšalo zdravljenje in občasno popolne remisije.
> Viri:
> DeBaradinis, R. et al. Biologija raka: metabolična reprogramiranje ogroža rast celic in proliferacijo. Presnova celic . 2008. 7 (1): 11-20.
> Nacionalni inštitut za raka. Modul za usposabljanje SEER. Celična biologija raka. https://training.seer.cancer.gov/disease/cancer/biology/
> Nacionalni inštitut za raka. Kaj je zdravilo Rak? Posodobljeno 09.02.15. https://www.cancer.gov/about-cancer/understanding/what-is-cancer
> Nio, K., Yamashita, T. in S. Kaneko. Razvijajoči koncept izvornih celic raka jeter. Molekularni rak . 2017. 16 (1): 4.