Генетика онкологічних захворювань (злоякісних або ракових пухлин)
Рак – це захворювання, пов'язане з утворенням злоякісних пухлин у різних органах (наприклад, рак легень, шлунка, кишечника, підшлункової залози, молочної залози, яєчників, матки, простати, периферичної нервової системи, шкіри) та тканинах (наприклад, саркоми, остеосаркоми, нейробластоми, гліобластоми, лейкемії, меланоми, ретинобластоми, ксеродерми). Зазвичай ракові пухлини розвиваються у тканинах, у яких клітини інтенсивно діляться. Відомо близько 100 типів ракових пухлин, з них найчастіші: раки легень, молочної залози, товстої кишки, простати і матки. Смертність від раку становить 20% смертності у розвинених країнах.
Ракові пухлини - це скупчення клітин, що інтенсивно діляться. Однією з основних особливостей ракових клітин є їх відносна автономність, здатність до необмеженої кількості поділів, відокремлення та здатність метастазувати (розноситися по всьому організму). Ракові клітини не підкоряються контрольним механізмам, що регулюють життєдіяльність нормальних клітин. Злоякісність, тобто. здатність однієї або багатьох клітин призводити до розвитку пухлин та метастазування, передається в ряді соматичних клітин.
Процес розвитку ракової пухлини називаєтьсяканцерогенез. Починається канцерогенез із порушень клітинного циклу однієї-єдиної клітини, яка починає інтенсивно ділитися (проліферувати). На момент виявлення ракової пухлини шляхом рентгеноскопії до її складу входить близько 10 мільйонів клітин (діаметр пухлини)
1 мм), до моменту виявлення шляхом пальпування
мільярд клітин (діаметр пухлини
10 мм), при досягненні пухлиною розміру 10 см (
триліард клітин) настає летальний кінець.
Досить умовно всі ракові пухлини поділяються надоброякісні та злоякісні. Доброякісні пухлини розвиваються повільно, і клітини, що їх утворюють, розташовуються компактно. Злоякісні пухлини розвиваються швидко та супроводжуються метастазами.
Причини виникнення раку досі не встановлені. Вважається, що це велика неоднорідна група мультифакторіальних захворювань, які викликаються взаємодією генотипу та певних факторів середовища - канцерогенів.
Канцерогени. Ракові захворювання викликають найрізноманітніші фактори - канцерогени. З допомогою близнюкового методу показано, що у розвитку ракових захворювань людини значення зовнішніх чинників винятково велике. До фізичних канцерогенів відносяться: іонізуюче випромінювання, ультрафіолет, температурні та механічні дії. При опроміненні покривів організму розвивається рак шкіри, при загальному опроміненні – лейкози, пухлини кісток, рак щитовидної залози, при вдиханні радіоактивного пилу – рак легень. До хімічних канцерогенів відносяться найрізноманітніші органічні речовини: від чотирихлористого вуглецю до складних поліциклічних та гетероциклічних сполук. Наприклад, смоли тютюнового диму провокують рак легень (плоскоклітинну карциному), причому захворювання інтенсивно розвивається у курців із 10...20-річним стажем. До біологічних канцерогенів належать віруси та їх похідні (провіруси). У клітинах хребетних тварин присутні десятки вбудованих у хромосоми геномів ДНК-пухлинних вірусів (провірусів). Доведено вірусну природу раку молочної залози у мишей. Вважається, що віруси можуть провокувати ракові захворювання у людини (наприклад, вірус гепатиту – рак печінки), однак це положення не доведене. Зауважимо, що часто канцерогенами є відомі мутагени.
Генетиказлоякісних пухлин.
Наразі доведено, що рак – це генетичне захворювання. Злоякісність, тобто. здатність однієї або багатьох клітин призводити до розвитку пухлин та метастазування, передається в ряді соматичних клітин. Відомі випадки сімейних раків (пухлини шлунка, молочної залози, легень, матки тощо). Однак у спадок передається не сам рак, а лише схильність до ракових захворювань. У деяких популяціях частота окремих ракових захворювань значно нижча за середню (в околицях Бомбея у 200 разів рідше зустрічається рак шкіри, в Нігерії – у 300 разів рідше рак стравоходу, в Англії – у 100 разів рідше рак печінки).
Строго наукова думка полягає в тому, що визнається передача у спадок лише схильності до ракових захворювань, причому іноді йдеться про моногенну, в інших випадках – про полігенну спадковість. Наприклад, при генетично обумовлених дефектах репарації ДНК (чи, точніше, при синдромах хромосомної нестабільності) частота раку зростає у 100...10000 разів.
На початку XX ст. була запропонованамутаційна теорія раку, в якій наголошувалося на ролі генних і хромосомних соматичних мутацій в етіології раку.
В даний час отримала визнаннявірусо-генетична теорія раку, згідно з якою генетичний матеріал онкогенних вірусів вбудовується в хромосому клітини. Така зміна геному, точніше окремих, небагатьох локусів, порушує біохімічний механізм клітин, вони набувають автономності та починають посилено ділитися.
Вірусо-генетична теорія була доповнена концепцією онкогенів.Онкогени - це ділянки хромосом нормальних клітин, які під дією пошкоджених ДНК факторів активуються і продукують білки, що викликають злоякісність. В норміонкогени протягом більшої частини індивідуального розвитку (за винятком раннього ембріогенезу) знаходяться у функціонально неактивному стані або дуже слабоактивні. Загалом можна сказати, що активація онкогенів зумовлена дестабілізацією геному мутагенами та іншими агентами. В останнє десятиліття доведено, що в клітинах хребетних тварин присутні десятки вбудованих у хромосоми геномів ДНК-пухлинних вірусів (провірусів). До ендогенних генетичних факторів канцерогенезу відносяться мобільні елементи геному: транспозони та ретротранспозони.