Господин Свещаров
Разкази за съвременната биология (13)

Ракът — един общобиологичен проблем

Развитието на организмите е предварително програмирано. Всяка клетка, произлязла от оплоденото яйце, се дели определен брой пъти до формирането на тъканите и органите. Напълно подобни в началото, клетките придобиват постепенно различни особености и се диференцират, т.е. превръщат се в строго специализирани, като червени кръвни клетки, неврони, мускулни, епителни, костни (остеобласти) и пр. От друга страна, ритъмът на клетъчното делене, който е изключително бърз в зародишното развитие (ембриогенезата), постепенно се забавя и в повечето органи на възрастния организъм е твърде слаб.

Причината за злокачественото израждане на клетките, една от формите на което е ракът, е била изяснена от Джон Мюлер през 1838 г. Той доказал, че тази болест се дължи на изменения в клетъчното делене и че туморите се образуват в резултат на ненормално ускорено клетъчно делене.

Допуска се, че чрез цитоплазмените връзки, които се образуват между нормалните клетки, се извършва обмяна на сигнали, които контролират клетъчната активност. Такива връзки не са установени нито между туморни клетки, нито между нормални и туморни клетки. Този факт идва да ни подскаже една автономност на туморните клетки, която е установена при много животински тумори, каквито са карциномите, саркомите, епителиомите, миеломите и т.н. Друга проява на автономността при туморните клетки е липсата на контактно подтискане. Нормалните животински клетки, каквито са фибробластите например, при култивиране ин витро се придвижват върху повърхността на съда, в който се развиват. Когато две клетки влязат в контакт, те взаимно се обездвижват. Като резултат от това културата от нормални клетки образува еднопластов клетъчен слой върху повърхността на съда за култивиране. Туморните клетки се отнасят по съвършено различен начин. Техните мембрани образуват „лъжливи крачка“, чието движение не се спира при контакт с други клетки. Това води до образуването не на монослой, както при нормалните клетки, а до струпвания на маса от клетки. Затова туморните клетки лесно се отделят от общата туморна маса и чрез кръвните и лимфните пътища се инфилтрират в здравите тъкани, като създават вторични огнища на туморни новообразувания, наречени метастази. Съвсем наскоро двама американски изследователи по експериментален път доказаха, че не всички туморни клетки могат със сигурност да предизвикват метастази. Те се предизвикват предимно от т.нар. свръхзлокачествени клетки и явно срещу тях трябва да се насочат усилията за намиране на лекарство, което да ги неутрализира.

Фиг.16. Така изглеждат опасните ракови клетки.

Туморните клетки в лабораторни условия, изглежда, са способни да се запазват практически безкрайно дълго. Например някои лабораторно отглеждани клетъчни линии от нормални човешки клетки трудно претърпяват повече от 50 пасажа. След това клетките умират или придобиват някои ненормални свойства, като загубване на известни хромозоми или появяване на допълнителни хромозоми. Напротив, познатата в целия свят туморна клетъчна линия ХеЛа, изолирана още през 1950 г., продължава да се развива и до днес.

Злокачественото израждане на клетките не се среща само при човека и животните, а засяга почти всички многоклетъчни организми. То е разпространено и при растенията. Както и при животите, в растенията също се срещат прости хиперплазии (разраствания на тъканта), които спират да растат, когато предизвикващият ги агент изчезне. Такива са многобройните подутини по растенията, които познаваме под името гали. Те се причиняват от паразитни насекоми или гъби. Между истинските растителни тумори и галите, провокирани от паразити, има една съществена разлика. Галите спират да се развиват от момента, когато се прекрати действието на туморогенния агент. Освен това парченце от такава свръхразраснала се тъкан, присадена в стъблото на здраво растение, никога не образува тумор. Туморни клетки от същия растителен вид обаче се развиват ин витро извънредно активно при пълна липса на регулатори на растежа, нещо, което е немислимо за нормалните клетки.

Етиологията на растителните тумори е изключително разнообразна, както това е и при животните. Известни са тумори с вирусен произход, тумори, предизвиквани от бактерии, тумори в резултат на генетични промени и най-сетне спонтанни тумори, дължащи се на хормонални разстройства.

Изследването на вирусните тумори при животните получи извънредно голямо развитие през последните години. Те се причиняват или от ДНК-вируси, какъвто е маймунският вирус CB–40, или от РНК-вируси, като вируса на Раусовия сарком. Да вземем например вирусът CB–40. Той е изключително широко разпространен сред маймуните в цяла Азия и се размножава усилено във всичките им органи. Урината на болните животни съдържа огромно количество вируси от този вид. Най-забележителният резултат, получен при тези изследвания, е, че вирусът, след като инфектира клетката, като че ли изчезва — той не може да бъде изолиран от тъканите на болните животни и не се вижда в клетките, наблюдавани под електронен микроскоп. Както впоследствие се изясни, вирусът се включва в генома (наследствения апарат) на клетките, като се размножава с хромозомите при всяка митоза.

Фиг.17. Вируси от вида CB–40 под електронен микроскоп. Вдясно се вижда снимката на ДНК на вируса.

Една тежка болест на какаовото дърво, при която се образуват подутини по клоните, се предизвиква също от вирус. Някои вируси причиняват растителни тумори едва след нараняване на тъканите на растението и затова са наречени раневи. Туморогенният агент — вирусът, — който причинява раневи тумори по комунигата и киселеца, е РНК-вирус, съставен от полиедрични частици с размер 75–80 мкм в диаметър.

От общобиологично гледище интересен е въпросът как вирусите предизвикват рак. Засега със сигурност се знае, че от познатите 600 вируса почти 150 могат да предизвикат рак у животните. Това става, тъй като вирусната нуклеинова киселина предизвиква трансформирането на нормалната клетка в ракова, т.е. ускорява до безконтролност ритъма на деленето й. След откритието на Харолд Темин, че чрез ензима обратна транскриптаза РНК-вирусите също могат да трансформират нормалните клетки в ракови, хипотезата на видния съветски онколог Лев Зилбер за вирусния характер на раковите болести доби нови солидни аргументи. Задача на бъдещето е да се отговори как точно вирусната нуклеинова киселина довежда нормалната клетка до безконтролно размножаване.

В края на 1978 г. от Париж бе съобщено, че вирусът на Ъпщайн-Бар е в основата на лимфома на Бъркит — тумор, разпространен сред децата в Екваториална Африка. Екип от Международния център за изследвания върху рака правил проучвания в продължение на десет години в Уганда. Резултатите от проучванията потвърждават, че за появата на тумора спомагат и други фактори — например климатичните условия и маларията.

Едва ли ще се намери човек, който да не си е задавал въпроса, защо не всички хора умират от рак? На този интересен въпрос най-задоволителен отговор дават имунолозите. Както вече казахме, раковата клетка става не само несвойствена за дадения организъм, но направо се превръща в негов неприятел. Такива клетки обикновено се атакуват и успешно се унищожават от една нормална и здрава имунна система. Ето защо не всички хора боледуват от рак. Това схващане се потвърждава до известна степен от големия брой случаи на заболели от рак възрастни хора, които имат неефективно действуваща имунна система. Затова и учените работят така сериозно за създаването и произвеждането на ваксини срещу злокачествените тумори. Такива ваксини са произведени вече за различни животински видове и е постигнато унищожаване на ракови тумори. За съжаление техниката за получаване и изпробване на подобни ваксини при човека все още не е на висота и затова те не може да се приложат при болни хора.

Има ли напредък в борбата срещу злокачествените тумори? Успехите в изучаването и лекуването на тези заболявания през последните няколко години откриват най-насърчителни перспективи. Може би не е далеч денят, когато ще стане практически възможно ваксинирането срещу някои форми на злокачествени тумори. Големи надежди се възлагат в това отношение и на въздействието върху злокачествено изродените клетки с фармацевтични препарати. Не случайно академик Ларионов преди няколко години отбеляза, че „раковият фронт“ бе пробит при заболяванията на кръвотворните органи с произведения в СССР препарат ембихин. С негова помощ успешно са лекувани лимфогрануломатоза и хронична левкемия. А препаратът милеран в някои случаи е помагал на болни в напреднал стадий на миелоидна левкемия. В последно време бяха получени съобщения за няколко случая, при които в лабораторни условия е наблюдавано превръщане на ракови клетки в нормални. Изследователите М. Мак-Бърни и Б. Минтц 8 години подред поддържали туморни тератомни клетки в култура, като ги трансплантирали на бели мишки. Неотдавна те въвели тератомни клетки в миши зародиши, намиращи се в ранен стадий на развитие. Зародишите се развили нормално и от тях израснали напълно здрави мишлета. Установено било, че въведените в зародиша тератомни клетки не загиват, а се „прераждат“, като нормално диференцират различните тъкани на мишката. В този случай явно е бил възстановен контролът върху нормалната генна експресия, който при раковите клетки е сериозно засегнат. Подобни резултати с други видове туморни клетки и различна методика са получени в Корнуелския университет и в Уискънзинския университет на САЩ.

Както вече е добре известно, ракът не е специфична болест, каквато е туберкулозата например, та да може лесно да се намерят „вълшебни куршуми“, които да го унищожат с един изстрел. Ракът е съвкупност от около 200 болестни разстройства на организма. Затова днес е общоприета формулировката на д-р Полард, че „ракът възниква поради различни причини, развива се поради различни причини и лекуването му изисква съвсем различни подходи“. За съжаление все още булото на неразкритата тайна продължава да закрива една от най-страшните болести, на която е изложен човекът. Според статистиците ежегодно 330 000 жители на САЩ умират от рак, а една четвърт от близо 240-милионното население на страната ще чуе зловещата диагноза и 34 милиона от тях ще умрат. Затова и през последните години правителствата на всички страни по света насърчават създаването на големи научни колективи за проучване тайните на злокачествено изродените клетки и изразходват големи суми за целта.

Според ръководителя на онкологичната клиника при Лондонския университет проф. Крофърд борбата срещу рака отбелязва в последно време все повече успехи. Така например хориокарциномът, една особено опасна форма на рака, която по-рано неизбежно и бързо докарваше болните до фатален край, днес в повечето случаи се лекува успешно и в началото на 60-те години близо 84% от болните са били спасени. Значителен успех е постигнат при лекуването на рака на тестисите — болест, която в миналото винаги завършваше фатално. Сега при навременното й откриване и лекуване чрез облъчване и фармацевтични средства смъртните случаи са много рядко. Значителни успехи са постигнати при лекуването на рака на яйчниците, матката, млечните жлези, някои форми на рак по кожата и др. През януари 1980 г. от Мадрид беше съобщено, че испанският лекар биохимик Марио Гонсалвес е създал ново лекарство против рака, наречено нормаген. В основата на новото лекарство лежи тиопролинът, който действува върху мембраната на засегнатите от рак клетки, като ги възвръща към нормално състояние и възспира канцерогенния процес. Особено добри резултати новият препарат е показал при лекуването на ракови тумори в областта на главата и шията. От 32 случая на рак 14 пациенти са били лекувани успешно. Според изявленията на самия Гонсалвес все още е рано да се твърди, че е открито ефикасно оръжие срещу злокачествените новообразувания, което може да сложи веднъж завинаги край на тези заболявания. Новото лекарство се намира още в опитна фаза и по-конкретни резултати може да се съобщят след привършването на опита, който се провежда с 200 пациенти от цяла Европа.

Нека се надяваме, че има голяма доза истина в думите на Ф. Раушър, който каза: „Мисля, че при днешните мащаби на настъпление срещу рака перспективите за предотвратяване на раковите заболявания са такива, че след 1980 г. ще можем да намалим смъртността при рака с 1/3. С получаването на допълнителна информация задачата за намаляване на смъртността от рак с 2/3 към 2000 година се очертава като напълно реална.“

Няколко страници по-нататък в раздела за последните успехи на генното инженерство може да прочетете как този нов клон на молекулната генетика дава нови надежди за борбата с рака. Но преди това нека да видим какво ново може да внесат в биологията възможностите да се получават при минимални разходи големи количества човешки антитела от всякакъв вид.