Celica raka

Celice raka nastanejo kot posledica mutacije, ki moti njihov razmnoževalni cikel. Poškodovane celice se razdelijo izpod nadzora in programirani mehanizem smrti preneha delovati. Zahvaljujoč temu dosežejo neko nesmrtnost. V čem se sicer rakava celica razlikuje od zdrave celice?

Kazalo

1. Kaj se dogaja v rakavi celici?
2. Kako nastajajo rakave celice?
3. Videz rakavih celic
4. Biološke značilnosti rakavih celic
5. Evolucija rakavih celic

Celica raka se neprekinjeno in brez omejitev deli, kar pomeni, da je njen celični cikel zaradi mutacije popolnoma moten. Zdrave celice sodelujejo v dinamičnem procesu gradnje telesa. Hkrati se pojavijo mehanizmi smrti in razmnoževanja. Večina celic, ki sestavljajo telo, pa je v stanju počitka. To pomeni, da so izključeni iz celičnega cikla, ki vodi do delitve. Vanj se lahko vključijo nazaj kot rezultat ustreznega vzbujevalnega signala. Celoten proces počitka, razmnoževanja in smrti vodi v vzdrževanje homeostaze, to je ravnovesja telesa.

Programirana smrt samomorilnih celic se imenuje apoptoza. Ta postopek je izredno pomemben za pravilno delovanje človeškega telesa. Poškodovane in stare celice zdrsnejo na svojo pot. Upoštevati je treba, da je za zdravstveno stanje treba ohraniti pravilno razmerje v telesu med delitvijo in apoptozo celic.

Kaj se dogaja v rakavi celici?

Celice raka vsebujejo napake v genetskih informacijah glede celičnega cikla in programirane smrti. Poškodba DNA povzroči izgubo podatkov, potrebnih za sintezo beljakovin, ki prenašajo informacije v celici. Napačna proizvodnja teh snovi, ki nadzorujejo celični cikel, vodi do izgube nadzora celičnega cikla.

Neoplastičnih celic apoptoza tudi ne odstrani, ker je tudi njen mehanizem poškodovan. To je posledica mutacij informacij o beljakovinah, ki sprožijo ta proces. Posledično se te celice nenehno delijo. Dosežejo tudi v nekem smislu nesmrtnost. Z neomejenim množenjem tvorijo tkivno maso, ki tvori rakasti tumor.

Maligne tumorske celice imajo tudi sposobnost, da se odlepijo od območja tumorja in potujejo v druge dele telesa. Takšne spremembe se imenujejo metastaze.

Kako nastajajo rakave celice?

Rakotvorni dejavniki pogosto sodelujejo pri nastanku neoplastičnih celic. Poškodbe DNK lahko povzroči na primer izpostavljenost sevanju ali kemikalijam. Mutacije nastanejo tudi zaradi napak pri replikaciji DNA. Takšne spremembe se sčasoma kopičijo. Zato je starost dejavnik tveganja za raka.

Nekateri virusi lahko povzročijo mutacije okužbe, ki lahko privede do raka. To je posledica njihove sposobnosti vstavljanja svoje DNK v človeški genski material. Ta služi za razmnoževanje virusov v gostiteljski celici. Vendar lahko postopek poleg njihovega razmnoževanja povzroči nastanek onkogenske mutacije.

Primer bi bil človeški papiloma virus, ki je povezan z rakom materničnega vratu. Trenutno se izvaja profilaksa v obliki preventivnih cepljenj. Najnovejše raziskave kažejo, da gre za zelo učinkovito obliko zaščite pred tem rakom.

Celice raka nastanejo s postopkom, imenovanim karcinogeneza. Razdelimo ga lahko na tri stopnje:

• iniciacija
• prodajo
• napredovanje

Faza iniciacije

Prva stopnja tvorbe rakave celice se imenuje iniciacija. Začne se s pojavom ene same mutacije DNA. Poškodba povzroči izgubo nadzora nad stabilnostjo genskega materiala, zaradi česar je dovzeten za nadaljnje mutacije. Takšna škodljiva sprememba se lahko pojavi spontano ali kot posledica zunanjega rakotvornega dejavnika.

Zaradi napak v DNK celica sodeluje v okvarjenih, nenadzorovanih ciklih delitve. Poškodba genskega materiala se zgodi zelo pogosto, vendar jo običajno odstranijo z znotrajceličnimi mehanizmi za popravilo. Če so spremembe zelo hude, se celica programira, da se samodejno uniči.

Mehanizmi, ki preprečujejo nastanek rakavih celic, včasih odpovedo. Nekorigirana mutacija lahko nastane zaradi spontane napake v funkciji popravljalnih proteinov.

V rakavih celicah se naknadna poškodba DNA običajno pojavi kot posledica prejšnjih mutacij. Mutantni proteini za popravilo in apoptozo odvzamejo celici mehanizme za reševanje raka.

Promocija

Če mutantne celice apoptoza ne odstrani, preide v naslednjo stopnjo tumorigeneze. Ta stopnja se imenuje napredovanje. Med njim se aktivirajo onkogeni, torej genetske informacije, odgovorne za sintezo beljakovin, ki spodbujajo razmnoževanje rakavih celic. Genski material postane nestabilen in celica postopoma izgublja svoje funkcije.

Hkrati pa se zaradi okvarjenih mehanizmov popravljanja pojavijo nadaljnje neoplastične mutacije. Zaradi teh sprememb celica pridobi neoplastične fenotipske lastnosti. To pomeni, da začne izgledati in delovati drugače kot zdrave celice.

Tumorji v tej fazi še niso maligni. To pomeni, da ne dajejo metastaz in se namakajo. Lezijo, odkrito na tej stopnji, je mogoče odstraniti z veliko verjetnostjo popolnega okrevanja. Iz tega razloga je še posebej pomembna zgodnja diagnoza novotvorb. Krajši kot je razvojni čas, večje so možnosti za uspešno zdravljenje.

Stopnja napredovanja

Zadnja stopnja v nastanku neoplastične lezije je napredovanje. To je maligna faza poškodovanih celic. Pojavi se vrsta številnih mutacij, tudi na kromosomski ravni. V njihovem poteku se v celici pojavijo resne molekularne spremembe. Kot posledica vseh lezij dobijo novotvorbeni tumorji sposobnost napada in metastaziranja.

Različne vrste rakavih celic

Celice raka so razdeljene na različne vrste, odvisno od rezervoarja, iz katerega prihajajo. Primeri vrst:

• rak - nastane iz celic epitelijskega izvora
• levkemija - prihaja iz tkiv, odgovornih za proizvodnjo novih krvnih celic
• limfom in mielom - prihajata iz celic imunskega sistema
• sarkom - prihaja iz celic vezivnega tkiva, vključno z maščobo, mišicami in kostmi

Videz rakavih celic

Celice raka z značilnimi lastnostmi, vidne pod mikroskopom. Njihova moda so običajno velika in nepravilna. V zdravih celicah je jedro običajno okrogle ali elipsoidne oblike. V rakavih celicah je njegov obris običajno nepravilen. Obstajajo različni utori, gube ali udrtine. Te lastnosti lahko uporabimo kot marker pri diagnozi in uprizoritvi raka.

Biološke značilnosti rakavih celic

Celice raka imajo naslednje lastnosti:

• sposobnost nekontroliranega razmnoževanja
• izguba občutljivosti na signale, ki spodbujajo množenje
• izguba sposobnosti apoptoze. To vodi do množenja celic kljub genetskim napakam
• izguba sposobnosti staranja, kar vodi do neomejenega replikacijskega potenciala
• pridobitev sposobnosti invazije sosednjih tkiv v primeru invazivnih rakavih celic
• pridobitev sposobnosti metastaziranja na oddaljenih mestih v primeru malignih tumorskih celic

Vse te lastnosti rakave celice pridobijo zaradi izgube sposobnosti popravljanja genskih napak. Poškodbe procesov popravljanja vodijo do povečanja stopnje mutacije. Genomska nestabilnost celice omogoča pojav višjih bioloških lastnosti tumorja.

Evolucija rakavih celic

Populacija rakavih celic, ki se še naprej deli, se lahko razvija. Ta neželen proces vodi v povečanje malignosti tumorja.

Večina sprememb v celičnem metabolizmu, ki celicam omogoča nenadzorovano razmnoževanje, povzroči njihovo smrt. Celice raka so podvržene naravnemu selekcijskemu procesu. Posamezne celice z ugodnimi genetskimi spremembami, ki povečujejo njihovo sposobnost preživetja, bodo uspešno preživele in se razmnožile. Tako izboljšane celice sčasoma prevladujejo nad rastočim tumorjem, saj celice z manj ugodnimi genetskimi spremembami prisilijo konkurenca.

Razvoj rakavih celic vodi do pridobitve odpornosti na zdravila. Na ta način je mogoče doseči tudi odpornost na sevanje, ki se uporablja med radioterapijo. Zato so poznejši recidivi raka nevarnejši in težje zdravljivi.

Literatura:

1. Johnson R. et al.Eukariontske polimeraze in delujejo zaporedno, da obidejo lezije DNA. "Narava", 2000. spletni dostop
2. "Nacionalni inštitut za raka: je to rak?". 17.09.2007. Pridobljeno 1. avgusta 2016., spletni dostop
3. "Histološke vrste raka - CRS - Društvo za raziskave raka". www.crs-src.ca., spletni dostop
4. Baba, Alecsandru Ioan; Câtoi, Cornel (2007). MORFOLOGIJA TUMORSKIH CELIC. Založba romunske akademije. spletni dostop
5. Zink, Daniele; Fische, Andrew H.; Nickerson, Jeffrey A. (1. oktober 2004). "Jedrska struktura v rakavih celicah". Nature Reviews Rak. 4 (9): 677–687, spletni dostop
6. Nowell PC (oktober 1976). "Klonski razvoj populacij tumorskih celic". Znanost. 194 (4260): 23–8. Biboda: 1976Sci ... 194 ... 23N. doi: 10.1126 / znanost.959840. PMID 959840. spletni dostop
7. Merlo LM, Pepper JW, Reid BJ, Maley CC (december 2006). "Rak kot evolucijski in ekološki proces". Nature Reviews. Rak. 6 (12): 924–35. spletni dostop

O avtorju

Sara Janowska, doktorska študentka interdisciplinarnega doktorskega študija s področja farmacevtskih in biomedicinskih znanosti na Medicinski univerzi v Lublinu in Inštitutu za biotehnologijo v Białystoku, diplomirana farmacevtka na Medicinski univerzi v Lublinu s specializacijo iz rastlinske medicine. Magistrirala je v zagovoru na področju farmacevtske botanike o antioksidativnih lastnostih izvlečkov iz dvajsetih vrst mahov. Trenutno se v svojem znanstvenem delu ukvarja s sintezo novih snovi proti raku in proučevanjem njihovih lastnosti na celičnih linijah raka. Dve leti je delala kot magistra farmacije v odprti lekarni.

Več člankov tega avtorja