67 гостей
Інфекційний рак. Як віруси можуть викликати рак, які процеси відбуваються в організмі, і що з цим можна зробити - Проект Fleming
"Це завдання має бути вирішена в СРСР на благо нашої великої Батьківщини і всього людства" - пише професор Лев Зільбер 17 січня 1945 року в газеті "Известия". Стаття називається "Проблема раку", і вченому, тільки що звільненому з-під свого третього арешту, здається, що він відкрив першопричину всіх онкологічних захворювань. Час покаже, що лауреат Сталінської премії був не зовсім правий.
Леонід Маркушина розібрався, які віруси можуть викликати онкологічні захворювання і як саме це відбувається.
***
У XX столітті багато інфекційних захворювань, що колись були провідною причиною захворюваності і смертності і справжнім бичем цивілізації, відступили під натиском прогресу - на шляху їх поширення встали виріс рівень життя і покращилися санітарні умови, а медицина отримала в своє розпорядження потужні засоби для боротьби з ними. Це, поряд з іншими факторами, послужило причиною так званого "першого епідеміологічного переходу" - безпрецедентного явища, в ході якого за кілька десятиліть кардинально змінилася структура загальної смертності.
Але у кожної медалі є й зворотний бік: значно зросла кількість випадків онкологічних захворювань, в тому числі серед молодих людей і дітей, що раніше вважалося казуистичность. Це породило незліченну кількість спекуляцій на тему "рак - це хвороба цивілізації і розплата за прогрес, наслідок поганої екології", і онкозахворювання стали воістину новою чумою, грізної, загадкової і лякає.
Ця боязнь виникає не на порожньому місці - до початку XX століття отримані перші свідоцтва можливої інфекційної природи раку, коли була продемонстрована зв'язок між розвитком раку сечового міхура і інвазією гельминтом Schistosoma haematobium. Уже в 1908 році, всього через десятиліття після відкриття вірусів, Вільгельм Еллерман в ході експерименту на курей з'ясував, що безклітинні фільтрати тканин, уражених одним з типів раку, здатні викликати захворювання у здорових птахів. Суть досвіду полягала у витягу з пухлини екстракту, що виключає наявність цілих ракових клітин, і введення його в здорові тканини. Надалі були отримані множинні свідоцтва участі вірусів в розвитку пухлин у різних лабораторних тварин. У цих дослідженнях пухлини розвивалися Після невеликого проміжку часу від моменту зараження вірусом і простежувалася чітка причинно-наслідковий зв'язок між даними подіями; передбачалося, що самої по собі інфекції досить для того, щоб викликати злоякісне переродження тканин організму господаря. Згодом було з'ясовано, що досліджувані віруси (які, як правило, поза експерименту не вражали модельних тварин, тобто були для них чужорідними) дійсно переносять потужні онкогени.
Вірус папіломи людини
У 1945 році Лев Зільбер, знаючи про ці досліди закордонних колег, задавався питанням, чому таких же результатів не було отримано у людини: "Величезна кількість фактів доводить, що в більшості злоякісних пухлин відсутні будь-які ультравіруси або взагалі будь-які позаклітинні агенти, і що єдиним джерелом зростання пухлини є хвора пухлинна клітина ". Всі екстракти пухлин людини виявлялися нешкідливими. Випадок наштовхнув дослідників на ідею. У одній з курок, які загинули під час експерименту, випадково виявили пухлину в початковій стадії. Екстракт, виділений з цієї пухлини, виявився онкогенним. "Трагедія дослідників, які доклали масу праці на пошуки подібних агентів, полягала в тому, що вони шукали їх там, де їх дійсно немає - в зрілих сформувалися пухлинах", - пише Зильбер.
Однак переконливих доказів ролі вірусів у розвитку пухлин у людини не було отримано до 1960-х років. Перші дані були отримані при виявленні в клітинах лімфоми Беркітта (самої часто зустрічається дитячої пухлини в центральній Африці) вірусу Епштейна-Барр, зараз більш відомого як збудник інфекційного мононуклеозу. Це відкриття стимулювало подальший пошук, і на основі даних, отриманих за наступні сорок років, потрібно було, що близько 20% всіх випадків онкозахворювань в світі пов'язано з тим чи іншим інфекційним агентом.
За сучасними даними, близько 12% усіх злоякісних пухлин людини викликаються онковірус (з них понад 80% всіх випадків реєструються в країнах, що розвиваються). Вірусний онкогенез є складним і багатоетапним процесом, і тільки у невеликої частки осіб, інфікованих онковірус, в кінцевому підсумку розвиваються пухлини, що відображає як багатоступінчастий характер вірусного онкогенезу, генетичну варіабельність організму господаря, так і те, що вірусна інфекція сама по собі викликає тільки частину з процесів, необхідних для розвитку пухлин.
На даний момент достовірний зв'язок між вірусною інфекцією і розвитком злоякісних новоутворень у людей доведена для семи видів вірусів - вірусу гепатиту B (HBV), гепатиту C (HCV), вірусу Епштейна-Барр (ВЕБ), T-лімфотропної вірусу людини (HTLV-1 ), деяких типів вірусу папіломи людини (ВПЛ), герпесвірусу-8 (він же - герпесвірус, асоційований з саркомою Капоші, HHV-8, KSHV) і ВІЛ, що є кофактором онкогенеза для ВЕБ і герпесвірусу-8.
Вірус імунодефіциту людини
Не можна сказати, що існують "віруси раку" - тільки у незначної кількості інфікованих онкогенними вірусами в кінцевому підсумку розвиваються асоційовані онкологічні захворювання. У переважної ж більшості розвиток інфекційного процесу обмежується специфічної для даного збудника класичної гострої або хронічної інфекційною хворобою, а нерідко і безсимптомним носійство.
Спільна еволюція онковирусов і їх господарів - справжня гонка озброєнь. В її ході макроорганізми розвивають механізми захисту, а віруси, в свою чергу, "вчаться" їх уникати. Стратегія розмноження людських онковирусов зав'язана на тривалу персистенції в організмі господаря, і тому їм необхідні потужні системи захисту та ухилення від імунної системи. Найважливішою частиною репликативной стратегії онковирусов є програми, спрямовані на придушення запрограмованої клітинної загибелі - апоптозу, і на "заохочення" розмноження інфікованих клітин, здатні безпосередньо індукувати критичним крокам озлокачествления клітин. Молекулярні зміни, в кінцевому підсумку призводять до розвитку пухлин, розвиваються тоді, коли вірусам вдається побороти здатність макроорганізму підтримувати гомеостаз.
Вірус папіломи людини і рак шийки матки
Одним з найвідоміших прикладів раку, що викликається вірусом, є рак шийки матки, пов'язаний з онкогенними штамами вірусу папіломи людини (ВПЛ-16, 18). За даними світової статистики, рак шийки матки стоїть на четвертому місці за частотою як тієї, що зустрічається, так і смертності від раку серед жінок.
ВПЛ-інфекцію в певний момент життя переносять практично всі сексуально активні люди. У переважної більшості заражених організм самостійно здатний позбутися від збудника протягом півтора років, але близько десяти відсотків з них з тих чи інших причин не здатні побороти інфекцію - це веде до розвитку характерних змін епітелію, здатних збільшуватися з плином часу.
ВПЛ інфікує клітини найглибшого шару епітелію, де в подальшому постійно присутня в невеликому числі копій, розмноження ж його, навпаки, відбувається в поверхневих шарах. У нормі поверхневі клітини не здатні до подальшого зростання і ділення, але вірус "змушує" їх виробляти ферменти, що відповідають за синтез ДНК, так як цілком покладається на них для свого розмноження.
У клітинах господаря вірус може вбудовуватися в геном і пригнічувати функцію генів p53 і pRb, що гальмують розмноження клітин; таким чином, останні набувають здатність до безконтрольного поділу, уникаючи перевірки копіювання генетичного матеріалу і накопичуючи мутації, що ведуть в результаті до злоякісної трансформації. Інфекція протікає безсимптомно, і єдиний спосіб вчасно її виявити - цитологічне дослідження мазків і змивів з шийки матки.
Малигнизация розвивається через тривалий (до сорока, в середньому - близько двадцяти років) час після інфікування, і в своєму розвитку проходить через кілька стадій, досить докладно вивчених. До теперішнього часу розроблені ефективні стратегії виявлення передракових станів і їх лікування, а найголовніше - розроблена вакцина від онкогенних штамів ВПЛ, вже включена в календар щеплень деяких регіонів Росії, де вона надається безкоштовно - з її широким впровадженням можна розраховувати на значне зниження частоти виникнення раку шийки матки.
ВЕБ
Вірус Епштейна-Барр бере участь у розвитку деяких лімфоїдних (пов'язаних з клітинами імунної системи) і епітеліальних новоутворень.
Гостра інфекція ВЕБ може протікати безсимптомно або приводити до розвитку інфекційного мононуклеозу. Свідоцтва перенесеної інфекції до 20 років виявляють практично у всіх людей; після неї, як і у випадку з усіма герпесвірусними інфекціями, людина довічно залишається носієм латентного, "дрімаючого" вірусу. Вражаючи один з видів лейкоцитів (В-лімфоцити, відповідальні за вироблення антитіл), вірус наслідує внутрішньоклітинним сигналам, змушуючи клітину-господаря виживати і розмножуватися автономно, незалежно від зовнішніх сигналів, що дозволяє патогену розмножуватися, не викликаючи агресії імунної системи. При появі деяких додаткових умов (наприклад, імунодефіциту, пов'язаного з ВІЛ, або при тривалому прийомі імуносупресивних ліків) латентно інфіковані клітини можуть зазнати справжню злоякісну трансформацію.
вірус герпесу
Цікавий факт: тип пухлини, з якої вперше був виділений ВЕБ, зустрічається практично виключно в центральній Африці. Вважається, що для її розвитку необхідно інфікування збудником тропічної малярією (Pl. Falciparum), що викликає активацію імунної системи, і в тому числі клітин, що переносять вірус всередині організму, що сприяє подальшому пошкодження генетичного коду і активації онкогена c-myc, що грає ключову роль в озлокачествлении клітин.
вірусні гепатити
Вірусні гепатити часто називають "ласкавими вбивцями" - хронічні захворювання, які вони викликають, зазвичай протікають непомітно протягом десятиліть і часто діагностуються вже на стадії приєднання пізніх невиліковних ускладнень. Обидва віруси, В і С, здатні викликати хронічну інфекцію, що супроводжується розвитком мляво- і тривало поточного запалення печінки, нездатною знищити збудника. Руйнування її клітин запускає процеси регенерації і рубцювання, в кінцевому підсумку призводять до розвитку цирозу і раку. Печінково-клітинний рак посідає п'яте місце в світі за поширеністю серед усіх злоякісних новоутворень і є третьою за частотою причиною смерті від онкозахворювань.
У його патогенезі грає роль як пряму дію вірусів на уражені тканини, так і реакція з боку імунітету - обидва чинники сприяють просуванню клітини з різних щаблях озлокачествления.
Вірус підтримує в клітинах стан активації сигнальних систем, пов'язаних з цикліни і циклін-залежними кіназами - білками, контролюючими різні фази циклу клітинного ділення, в нормі забезпечують контроль за точністю складання ДНК; це, в свою чергу, дозволяє розмножуватися і вірусу. Також заражені клітини набувають здатність протистояти апоптозу і факторинговим компаніям, переважною їх зростання.
Вірус гепатиту B
Чимала роль належить і неадекватної реакції організму. Згадане хронічне запалення, генеруючи безліч біологічно активних речовин, в тому числі найпотужніші окислювачі - реактивні вільнорадикальні форми кисню, постійно пошкоджуючи власні клітини, створює сприятливі умови для розвитку пухлини: вірус змушує інфіковані клітини виживати, а організм, в свою чергу, сторони намагається їх знищити . Клітини, перебуваючи під подібним тиском з двох сторін, як між двох вогнів, накопичують пошкодження свого генетичного матеріалу і в кінці кінців стають злоякісними, набуваючи все характерні властивості.
***
Той факт, що онкологія може бути заразною, з одного боку, лякає, а, з іншого боку, дає велику надію. Страх від можливості підхопити рак, як грип, врівноважується можливістю запобігання та лікування онкології як інфекційного захворювання. Найближчим часом людство вже забуде про рак шийки матки, а в перспективі - і про все онкологічні захворювання, викликані вірусами.
Якщо ви знайшли помилку, видiлiть її мишкою та натисніть Ctrl + Enter
