Апоптоз и опухолевый процесс

Как установлено, все клетки многоклеточного организма (и некоторые одноклеточные) несут в себе генетически детерминированную программу самоубийства, при активации которой наступает клеточная смерть характерной формы, называемая апоптозом. Термин «апоптоз» предложил J.F.Kerr (1972) для обозначения «запрограммированной клеточной смерти» (греч. аро – полное, ptosis – падение, утрата). Этот термин он позаимствовал у Гиппократа, называвшего так «осенний листопад».

Апоптоз (или запрограммированная клеточная гибель) – широко распространенный процесс клеточного «самоубийства». Он вызывается разнообразными внешними стимулами, либо неразрешимыми внутренними конфликтами (в частности, невозможностью репарации поврежденной ДНК). Значимость апоптоза велика не только в формировании органов во время эмбриогенеза, но и в поддержании тканевого гомеостаза во взрослом организме. В регуляции тканевого гомеостаза апоптоз выполняет функцию, комплементарную митозу.

Морфологически апоптоз проявляется в конденсации и маргинации хроматина, уменьшении объема клетки, фрагментации клеточного ядра и распаде ДНК. Процесс заканчивается фрагментацией клетки с образованием так называемых апоптических телец, которые фагоцитируются макрофагами или соседними клетками без сопутствующего воспалительного процесса.

В настоящее время уже идентифицированы гены, участвующие в апоптозе или, наоборот, сдерживающие апоптоз. Последние относятся к семейству bcl-2. Так, ген bсl-2 впервые был обнаружен в участке хромосомной транслокации t(14;18) в В-клеточной лимфоме. Его роль антиапоптическая – он предотвращает гибель клеток. Мощным апоптотическим эффектом обладают ростовые факторы. Действие большинства ростовых факторов происходит через специфические рецепторы или FAS-рецепторы и реализуется через семейство генов bcl-2.

Вместе с тем, в семейство генов bcl-2 входят гены, усиливающие апоптоз: bax, bak и bad. Усиливают апоптоз белки, синтез которых кодируется такими генами как р-53, c-myc, APO-1/Fas. Индукция апоптоза также может быть обусловлена увеличением эндогенного уровня глюкокортикоидов и туморнекротического фактора (TNF) – цитокина, секретируемого макрофагами, моноцитами, лимфоидными клетками, фибробластами. Взаимодействие трех молекул TNF с туморнекротическим рецептором первого типа (TNF-RI) "сшивает" рецепторы с образованием тримеров.

Тримеризация рецептора дает начало самосборке под плазматической мембраной сложной белковой конструкции, получившей название «доменов смерти» – специфической последовательности, присутствующей во внутриклеточной части рецептора и абсолютно необходимой для передачи цитотоксического сигнала (сигнал гибели).

Сигнал гибели активирует цистеиновые протеазы (ICE-подобные протеазы), которые осуществляют расщепление специфических субстратов {ламинов – белков, составляющие основу ядерной мембраны; PARP – poly (ADP-ribose) polymerase, фермента, участвующего в репарации ДНК; RNP – рибонуклеопротеидных комплексов}.

Снижение способности к апоптозу у опухолевых клеток играет существенную роль в развитии многих опухолей и осуществляется это с помощью различных механизмов:

1. Ауто- и паракринное повышение экспрессии ростовых факторов и рецепторов к ним, возникающее в опухолевых клетках вследствие активации онкогенов, что делает клетки опухолевого клона независимыми от микроокружения и облегчает их метастазирование.

2. Мутации в генах bcl-2 и р-53, контролирующих суицидальную программу, что сопровождается превращением их из индукторов в ингибиторы апоптоза.

3. Торможение апоптоза в результате нарушений его эффекторных механизмов и путей передачи проапоптических сигналов (например, блокирование рецепторов ретиноевой кислоты – одного из мощных эффекторов апоптоза).

4. Уменьшение количества FAS-рецепторов на поверхности клетки или нарушение связывания этих рецепторов со своими лигандами (FAS-L). FAS-L выделяется цитотоксическими Т-лимфоцитами и NK-клетками и является «фактором смерти», индуцирующим апоптоз в клетках-мишенях. Эти данные явились основанием для создания гипотезы, согласно которой опухолевые клетки могут отражать иммунную атаку, убивая цитотоксические лимфоциты и нормальные киллеры (NK). При этом экспрессия FAS-рецепторов на опухолевых клетках часто бывает снижена и нарушен механизм реализации поступающих с этого рецептора проапоптических сигналов.

При экспрессии FAS-L на опухолевых клетках его растворимая форма может попадать в циркуляцию, провоцируя клетки, имеющие на своей поверхности FAS-рецептор, к апоптозу и тем самым вызывать мультиорганные поражения, часто наблюдаемые у онкологических больных.

У опухолевых клеток программа клеточной гибели блокирована. что и «делает опухолевую клетку бессмертной».

Лекция 4.

Поиск по сайту: