Rakovinové bunky vs. normálne bunky: V čom sa líšia?

Medzi rakovinovými bunkami a normálnymi bunkami je veľa rozdielov. Niektoré z rozdielov sú dobre známe, zatiaľ čo iné boli objavené až nedávno a sú menej dobre pochopené. Mohlo by vás zaujímať, ako sa líšia rakovinové bunky, keď sa vyrovnávate s vlastnou rakovinou alebo rakovinou milovaného človeka.

Pre vedcov je pochopenie toho, ako rakovinové bunky fungujú odlišne od normálnych buniek, základom pre vývoj liečby zameranej na zbavenie tela rakovinových buniek bez poškodenia normálnych buniek.

Prvá časť tohto zoznamu pojednáva o základných rozdieloch medzi rakovinovými bunkami a zdravými bunkami. Pre tých, ktorých zaujímajú niektoré z ťažko pochopiteľných rozdielov, je druhá časť tohto zoznamu technickejšia.

Regulácia bunkového rastu

Stručné vysvetlenie bielkovín v tele, ktoré regulujú bunkový rast, je tiež užitočné pri porozumení rakovinových buniek. Naša DNA nesie gény, ktoré sú zase modelom bielkovín produkovaných v tele.

Niektoré z týchto proteínov sú rastové faktory, chemikálie, ktoré bunkám hovoria, aby sa rozdeľovali a rástli. Ostatné proteíny pôsobia na potlačenie rastu.

Mutácie v konkrétnych génoch (napríklad tie, ktoré sú spôsobené tabakovým dymom, žiarením, ultrafialovým žiarením a inými karcinogénmi) môžu viesť k abnormálnej produkcii bielkovín. Môže sa ich vytvoriť príliš veľa alebo ich nie je dosť, alebo sa môže stať, že proteíny sú abnormálne a fungujú inak.

Rakovina je komplexné ochorenie a zvyčajne ide o kombináciu týchto abnormalít, ktoré vedú k rakovinovým bunkám, a nie o jednu mutáciu alebo abnormalitu proteínu.

Rakovinové bunky vs. normálne bunky

Ďalej uvádzame niektoré z hlavných rozdielov medzi normálnymi bunkami a rakovinovými bunkami, ktoré zase zodpovedajú za to, ako zhubné nádory rastú a reagujú odlišne na svoje okolie ako benígne nádory.

Rast

Normálne bunky prestanú rásť (množiť sa), keď je v nich dostatok buniek. Napríklad, ak sa vytvárajú bunky na opravu kožného rezu, nové bunky sa už nevyrábajú, ak je v nich dostatok buniek na vyplnenie otvoru (keď sa vykonajú opravy).

Naproti tomu rakovinové bunky neprestávajú rásť, keď je ich dostatok. Tento pokračujúci rast často vedie k vzniku nádoru (zhluku rakovinových buniek).

Každý gén v tele nesie plán, ktorý kóduje iný proteín. Niektoré z týchto proteínov sú rastové faktory - chemikálie, ktoré bunkám hovoria, aby rástli a delili sa. Ak je gén, ktorý kóduje jeden z týchto proteínov, uviaznutý v polohe „on“ mutáciou (onkogén), proteíny rastového faktora sa naďalej produkujú. V odpovedi bunky pokračovali v raste.

Komunikácia

Rakovinové bunky neinteragujú s inými bunkami tak, ako to robia normálne bunky. Normálne bunky reagujú na signály vysielané z ďalších blízkych buniek, ktoré v podstate hovoria „dosiahli ste svoju hranicu“. Keď normálne bunky „počujú“ tieto signály, prestanú rásť. Rakovinové bunky na tieto signály nereagujú.

Oprava bunky a smrť bunky

Normálne bunky sa opravia alebo zomrú (podstúpia apoptózu), keď sa poškodia alebo zostarnú. Rakovinové bunky sa neopravujú alebo nepodliehajú apoptóze.

Napríklad jeden proteín nazývaný p53 má za úlohu skontrolovať, či je bunka príliš poškodená na opravu, a ak je to tak, odporučiť jej, aby sa zabila. Ak je tento proteín p53 abnormálny alebo neaktívny (napríklad z dôvodu mutácie v géne p53), potom sa umožňuje reprodukcia starých alebo poškodených buniek.

Gén p53 je jedným typom tumor-supresorového génu, ktorý kóduje proteíny, ktoré potláčajú rast buniek.

Lepkavosť

Normálne bunky vylučujú látky, vďaka ktorým sa držia pohromade v skupine. Rakovinové bunky tieto látky nevytvárajú a môžu „odplávať“ do blízkych miest alebo cez krvný obeh alebo systém lymfatických kanálov do vzdialených oblastí v tele.

Schopnosť metastázovať (spread)

Normálne bunky zostávajú v oblasti tela, kam patria. Napríklad pľúcne bunky zostávajú v pľúcach. Niektorým rakovinovým bunkám môžu chýbať adhézne molekuly, ktoré spôsobujú lepkavosť, a sú schopné sa oddeliť a cestovať cez krvný obeh a lymfatický systém do iných oblastí tela - majú schopnosť metastázovať.

Akonáhle prídu do novej oblasti (ako sú lymfatické uzliny, pľúca, pečeň alebo kosti), začnú rásť a často vytvárajú nádory vzdialené od pôvodného nádoru.

Vzhľad

Pod mikroskopom môžu normálne bunky a rakovinové bunky vyzerať celkom inak. Na rozdiel od normálnych buniek rakovinové bunky často vykazujú oveľa väčšiu variabilitu vo veľkosti buniek - niektoré sú väčšie ako normálne a iné menšie ako normálne.

Okrem toho majú rakovinové bunky často abnormálny tvar, a to ako bunky, tak aj jadra („mozgu“ bunky.) Jadro sa javí ako väčšie aj tmavšie ako normálne bunky.

Príčinou temnoty je, že jadro rakovinových buniek obsahuje prebytočnú DNA. Zblízka majú rakovinové bunky často abnormálny počet chromozómov, ktoré sú usporiadané neusporiadane.

Tempo rastu

Normálne bunky sa reprodukujú samy a potom sa zastavia, keď je v nich dostatok buniek. Rakovinové bunky sa rýchlo množia skôr, ako mali šancu dozrieť.

Zrenie

Normálne bunky dozrievajú. Rakovinové bunky, pretože rýchlo rastú a delia sa skôr, ako sú bunky úplne zrelé, zostávajú nezrelé. Lekári používajú termín nediferencovaný na popísanie nezrelých buniek (na rozdiel od diferencovaného na popísanie zrelších buniek).

Ďalším spôsobom, ako to vysvetliť, je považovať rakovinové bunky za bunky, ktoré „nevyrastú“ a nešpecializujú sa na dospelé bunky. Stupeň dozrievania buniek zodpovedá stupňu rakoviny. Rakoviny sú klasifikované na stupnici od 1 do 3, pričom 3 sú najagresívnejšie.

Vyhýbanie sa imunitnému systému

Keď dôjde k poškodeniu normálnych buniek, imunitný systém (prostredníctvom buniek nazývaných lymfocyty) ich identifikuje a odstráni.

Rakovinové bunky sú schopné vyhnúť sa (oklamať) imunitný systém dostatočne dlho na to, aby prerástli do nádoru buď uniknutím z detekcie alebo vylučovaním chemikálií, ktoré deaktivujú imunitné bunky, ktoré prichádzajú na scénu. Niektoré z novších imunoterapeutických liekov sa zaoberajú týmto aspektom rakovinových buniek.

Fungovanie

Normálne bunky vykonávajú funkciu, ktorú majú vykonávať, zatiaľ čo rakovinové bunky nemusia byť funkčné.

Napríklad normálne biele krvinky pomáhajú bojovať proti infekciám. Pri leukémii môže byť počet bielych krviniek veľmi vysoký, ale keďže rakovinové biele krvinky nefungujú tak, ako by mali, môžu byť ľudia vystavení väčšiemu riziku infekcie aj pri zvýšenom počte bielych krviniek.

To isté môže platiť pre vyrobené látky. Napríklad normálne bunky štítnej žľazy produkujú hormón štítnej žľazy. Rakovinové bunky štítnej žľazy (rakovina štítnej žľazy) nemusia produkovať hormón štítnej žľazy. V takom prípade môže telu chýbať dostatok hormónu štítnej žľazy (hypotyreóza) napriek zvýšenému množstvu tkaniva štítnej žľazy.

Prívod krvi

Angiogenéza je proces, ktorým bunky priťahujú krvné cievy k rastu a napájaniu tkanív. Normálne bunky prechádzajú procesom nazývaným angiogenéza iba ako súčasť normálneho rastu a vývoja a keď je na opravu poškodeného tkaniva potrebné nové tkanivo.

Rakovinové bunky prechádzajú angiogenézou, aj keď rast nie je potrebný. Jeden typ liečby rakoviny zahŕňa použitie inhibítorov angiogenézy - liekov, ktoré blokujú angiogenézu v tele v snahe zabrániť rastu nádorov.

Viac rozdielov

Tento zoznam obsahuje ďalšie rozdiely medzi zdravými a rakovinovými bunkami. Pre tých, ktorí chcú tieto technické body preskočiť, preskočte na nasledujúcu podpoložku so zhrnutím rozdielov.

Vyhýbanie sa potlačovačom rastu

Normálne bunky sú riadené supresormi rastu (nádoru). Existujú tri hlavné typy nádorových supresorových génov, ktoré kódujú proteíny, ktoré potláčajú rast.

Jeden typ hovorí bunkám, aby spomalili a prestali sa deliť. Jeden typ je zodpovedný za zafixovanie zmien v poškodených bunkách. Tretí typ má na starosti vyššie uvedenú apoptózu. Mutácie, ktoré vedú k inaktivácii niektorého z týchto supresorových génov, umožňujú rakovinovým bunkám rásť nekontrolovane.

Invazívnosť

Normálne bunky počúvajú signály zo susedných buniek a prestávajú rásť, keď zasahujú do blízkych tkanív (niečo, čo sa nazýva kontaktná inhibícia). Rakovinové bunky tieto bunky ignorujú a napadajú blízke tkanivá.

Benígne (nerakovinové) nádory majú vláknitú kapsulu. Môžu tlačiť proti blízkym tkanivám, ale neprenikajú do iných tkanív alebo sa s nimi nemiešajú.

Rakovinové bunky naopak nerešpektujú hranice a napadajú tkanivá. To má za následok prstovité projekcie, ktoré sú často zaznamenané na rádiologických vyšetreniach rakovinových nádorov. Slovo rakovina v skutočnosti pochádza z latinského slova pre kraba, ktoré sa používa na opis krabovej invázie rakoviny do blízkych tkanív.

Zdroj energie

Normálne bunky získavajú väčšinu svojej energie (vo forme molekuly nazývanej ATP) procesom nazývaným Krebsov cyklus a iba malé množstvo svojej energie iným procesom nazývaným glykolýza.

Mnoho druhov rakovinových buniek vyrába svoju energiu glykolýzou napriek prítomnosti kyslíka(Warburgov fenomén). Odôvodnenie hyperbarickej kyslíkovej terapie je teda chybné. Hyperbarický kyslík môže niekedy vyvolať rast rakoviny.

Úmrtnosť / nesmrteľnosť

Normálne bunky sú smrteľné, to znamená, že majú svoju životnosť. Bunky nie sú určené na to, aby žili večne, a rovnako ako ľudia, v ktorých sú prítomní, aj bunky starnú. Vedci sa začínajú zaoberať niečím, čo sa nazýva telomery, štruktúry, ktoré držia DNA pohromade na konci chromozómov, kvôli ich úlohe pri rakovine.

Jedným z obmedzení rastu v normálnych bunkách je dĺžka telomér. Zakaždým, keď sa bunka rozdelí, teloméry sa skracujú. Keď sú teloméry príliš krátke, bunka sa už nemôže deliť a bunka odumiera.

Rakovinové bunky prišli na spôsob obnovy telomér, aby sa mohli ďalej deliť. Enzým nazývaný telomeráza pracuje na predĺžení telomér tak, aby sa bunka mohla deliť donekonečna - v podstate sa stane nesmrteľným.

Schopnosť „Skryť“

Mnoho ľudí sa pýta, prečo sa rakovina môže opakovať roky a niekedy aj desaťročia po tom, čo zmizla (najmä pri nádoroch, ako je rakovina prsníka pozitívna na estrogénové receptory). Existuje niekoľko teórií o tom, prečo sa rakovina môže opakovať.

Všeobecne sa predpokladá, že existuje hierarchia rakovinových buniek, pričom niektoré bunky (rakovinové kmeňové bunky) majú schopnosť odolávať liečbe a ležať v nečinnosti. Toto je aktívna oblasť výskumu a je nesmierne dôležitá.

Genomická nestabilita

Normálne bunky majú normálnu DNA a normálny počet chromozómov. Rakovinové bunky majú často abnormálny počet chromozómov a DNA sa stáva čoraz abnormálnejšou, pretože sa u nej vyvinie množstvo mutácií.

Niektoré z nich sú mutácie vodičov, čo znamená, že riadia transformáciu bunky tak, aby bola rakovinová. Mnoho z mutácií je mutáciou pre cestujúcich, čo znamená, že nemajú priamu funkciu pre rakovinovú bunku.

U niektorých druhov rakoviny určenie toho, ktoré mutácie sú prítomné (molekulárne profilovanie alebo testovanie génov), umožňuje lekárom používať cielené lieky, ktoré sa špecificky zameriavajú na rast rakoviny.

Vývoj cielených terapií, ako sú inhibítory EGFR pre rakovinu s mutáciami EGFR, je jednou z rýchlejšie rastúcich a postupujúcich oblastí liečby rakoviny.

Ako sa bunka stáva rakovinovou

Ako bolo uvedené vyššie, existuje veľa rozdielov medzi normálnymi bunkami a rakovinovými bunkami. Pozoruhodný je aj počet „kontrolných bodov“, ktoré je potrebné obísť, aby sa bunka stala rakovinovou:

• Bunka musí mať rastové faktory, ktoré ju nabádajú k rastu, aj keď rast nie je potrebný.
• Bunky sa musia vyhýbať bielkovinám, ktoré ich usmerňujú, aby zastavili rast a zomreli, keď sa stanú abnormálnymi.
• Bunka sa musí vyhnúť signálom z iných buniek,
• Bunky musia stratiť normálnu „lepivosť“ (adhézne molekuly), ktorú produkujú normálne bunky.

Celkovo je pre normálnu bunku veľmi ťažké stať sa rakovinovou, čo sa môže javiť ako prekvapujúce, ak si vezmeme do úvahy, že u jedného z troch ľudí sa v priebehu života vyvinie rakovina.

Vysvetlenie je také, že v normálnom tele sa každý deň rozdelia zhruba tri miliardy buniek. „Nehody“ v reprodukcii buniek spôsobené dedičnosťou alebo karcinogénmi v prostredí počas ktoréhokoľvek z týchto delení môžu vytvoriť bunku, ktorá sa po ďalších mutáciách môže vyvinúť v rakovinovú bunku.

Ako bolo uvedené vyššie, existuje veľa rozdielov v rakovinových bunkách a normálnych bunkách, ktoré tvoria buď benígne alebo malígne nádory. Okrem toho existujú spôsoby, ako sa v tele správajú nádory obsahujúce rakovinové bunky alebo normálne bunky.

Koncepcia kmeňových buniek proti rakovine

Po diskusii o týchto mnohých rozdieloch medzi rakovinovými bunkami a normálnymi bunkami by vás mohlo zaujímať, či existujú rozdiely medzi samotnými rakovinovými bunkami. To, že môže existovať hierarchia rakovinových buniek - niektoré majú odlišné funkcie ako iné -, je základom diskusií zameraných na rakovinové kmeňové bunky, ako je uvedené vyššie.

Stále nerozumieme tomu, ako sa rakovinové bunky môžu zdanlivo skrývať roky alebo desaťročia a potom sa znova objaviť. Niektorí si myslia, že „generáli“ v hierarchii rakovinových buniek označovaných ako rakovinové kmeňové bunky môžu byť odolnejší voči liečbe a majú schopnosť nečinne ležať, keď sú iné rakovinové bunky vojaka eliminované liečbou, ako je chemoterapia.

Aj keď v súčasnosti liečime všetky rakovinové bunky v nádore ako identické, je pravdepodobné, že v budúcnosti bude liečba brať do úvahy ďalšie rozdiely v rakovinových bunkách v jednotlivom nádore.

Slovo od Verywella

Mnoho ľudí je frustrovaných a zaujíma ich, prečo sme doteraz nenašli spôsob, ako zastaviť všetky druhy rakoviny, ktoré sú v ich stopách. Pochopenie mnohých zmien, ktorými bunka prechádza v procese vytvárania rakovinovej bunky, môže pomôcť vysvetliť niektoré zložitosti. Neexistuje jeden krok, ale skôr veľa, ktoré sa v súčasnosti riešia rôznymi spôsobmi.

Navyše rakovina nie je jediné ochorenie, ale skôr stovky rôznych chorôb. A dokonca aj dva druhy rakoviny, ktoré sú rovnaké, čo sa týka typu a štádia, sa môžu správať veľmi odlišne. Keby bolo v miestnosti 200 ľudí s rovnakým typom a stupňom rakoviny, malo by z molekulárneho hľadiska 200 rôznych druhov rakoviny.

Je však užitočné vedieť, že keď sa dozvieme viac o tom, čo robí z rakovinovej bunky rakovinovú bunku, získame viac poznatkov o tom, ako zabrániť tomu, aby sa táto bunka množila a možno vôbec urobila prechod k tomu, aby sa z nej stala rakovinová bunka miesto.

V tejto oblasti už dochádza k pokroku, pretože sa vyvíjajú cielené terapie, ktoré vo svojom mechanizme rozlišujú medzi rakovinovými bunkami a normálnymi bunkami.

A výskum imunoterapie je rovnako vzrušujúci, pretože nachádzame spôsoby, ako „stimulovať“ náš vlastný imunitný systém, aby robil to, čo už vedia - nájsť rakovinové bunky a eliminovať ich.

Zistenie, ako sa rakovinové bunky „maskujú“ a skrývajú, viedlo u niektorých ľudí s najpokročilejšími solídnymi nádormi k lepšej liečbe a neobvykle k úplnej remisii.