The Biology Of Cancer
Precis
denne artikkelen gir en kort forklaring på biologi kreft, inkludert dens biologiske og molekylære årsaker. En rekke komplekse vitenskapelige termer (identifisert i fet skrift) er forklart i teksten.
Hva Er Kreft
Kreft Er en abnormitet i en celles interne reguleringsmekanismer som resulterer i ukontrollert vekst og reproduksjon av cellen. Dette høres enkelt ut, men det er sannsynligvis flere regulatoriske interaksjoner som forekommer i en celle enn det er samspill mellom mennesker i New York City på en gitt dag.Normale celler utgjør vev, og når disse cellene mister sin evne til å oppføre seg som en spesifisert, kontrollert og koordinert enhet (dedifferentiering), fører defekten til uorden blant cellepopulasjonen. Når dette skjer, dannes en svulst. (Mer om dette senere.) Kreft er et begrep som beskriver et stort utvalg av proliferasjonsforstyrrelser. Den spesifikke lidelsen kan variere fra vevstype til vevstype. En enkelt svulst kan til og med ha forskjellige populasjoner av celler i den med forskjellige prosesser som har gått galt.
Ondartet versus Godartet
en svulst kan klassifiseres som ondartet eller godartet. I begge tilfeller er det en unormal aggregering og proliferasjon av celler. I tilfelle av en ondartet svulst oppfører disse cellene seg mer aggressivt og skaffer seg egenskaper av økt invasivitet. Til slutt kan tumorcellene til og med få muligheten til å bryte seg bort fra det mikroskopiske miljøet de oppsto i, spre seg til et annet område av kroppen (med et helt annet miljø, som normalt ikke bidrar til veksten) og fortsette sin raske vekst og deling på dette nye stedet. Dette kalles metastase. Når maligne celler har metastasert, er det vanskeligere å oppnå kur.Godartede svulster har mindre tendens til å invadere og er mindre sannsynlig å metastasere. De deler seg på en ukontrollert måte. Avhengig av deres plassering, kan de være like livstruende som ondartede lesjoner. Et eksempel på dette ville være en godartet svulst i hjernen, som kan vokse og okkupere plass i skallen, noe som fører til økt trykk på hjernen.
Korrigering av Abnormiteter
Korreksjoner av de ulike cellulære abnormiteter i tumorceller kan potensielt forhindre eller reversere celleproliferasjon, som fører til helbredelse av sykdom. Det er mange grunner til at dette er så vanskelig, men den primære forklaringen er at vi ennå ikke har tilstrekkelig forståelse av alle prosessene som foregår inne i en celle på molekylært nivå. Uten denne kunnskapen mangler vi evnen til å» fortelle «kreftcellene å bare» oppføre seg.»I stedet må vi oppnå våre botemidler ved å drepe kreftcellene.Et annet problem Er at celler (inkludert ikke-kreft) naturlig får mutasjoner når de reproduserer. Raskt reproduserende grupper av celler muterer med en enda høyere hastighet. Celler har visse «maskiner» i dem som bidrar til å korrigere disse mutasjonene når de oppstår under reproduksjon, men kreftceller mister ofte denne evnen (mer om dette nedenfor). Sluttresultatet er at en enkelt svulst kan inneholde en heterogen gruppe celler med forskjellige cellulære » egenskaper.»Selv om vi forsto mekanismen for proliferativ tendens i en svulst, er ikke alle cellene i en bestemt svulst de samme. Mange andre celletyper som er litt forskjellige finnes i en populasjon av kreftceller, og disse cellene må også målrettes av våre behandlingsstrategier.
Genetisk Forskning
Det er mange områder av dagens aktive intense forskning rettet mot å løse disse problemene. En stor innsats er Human Genome Project (Hgp), den nasjonale koordinerte innsatsen for å karakterisere alt menneskelig genetisk materiale som finnes i menneskelige celler. HGPS endelige mål er å oppdage alle de mer enn 80.000 menneskelige gener og gjøre dem tilgjengelige for videre biologisk studie.
Noen av disse genene har allerede vært involvert i tumorvekst. Onkogener er gener i cellen som, når den er aktivert, bidrar til å drive cellens deling på en ukontrollert måte. Tilsvarende er det noen kjente tumorsuppressorgener som normalt er aktive i en celle for å forhindre ukontrollert vekst, men som blir defekte eller er» slått av » i noen kreftceller.mens en rekke av disse genene har blitt identifisert, er det imidlertid bare et lite antall som faktisk forstås i detalj. Det store antallet gener, genkoder og DNA-underenheter gjør studiet av dette problemet skremmende.
Bilde gitt med tillatelse FRA Doe Human Genome Project
Årsaker Til Genetiske Avvik
det finnes en rekke potensielle faktorer som forårsaker menneskelige genetiske avvik. Vi vet nå at noen ervervede mutasjoner kan slå på onkogener eller kan hemme tumorsuppressorgener. Disse mutasjonene forekommer i cellens kromosomer (de 46 «enhetene» eller «pakkene» i en celle som inneholder dets genetiske materiale) under normal celledeling. Det er navn på noen av disse typer kromosomale mutasjoner, som du kan se i din videre lesing, for eksempel «kromosomale translokasjoner», «inversjoner», «slettinger», «amplifikasjoner» eller » punktmutasjoner.»(Spesifikkene til disse forskjellige kromosomale abnormiteter er utenfor rammen av denne artikkelen, men det er nok å si at disse abnormiteter fører til ulike typer genetisk disarray.)
Cellulær Funksjon og Skade
mens genetikk er nøkkelen til å forstå transformasjonen av normale celler til svulster, må vi også forstå hvordan genetiske mutasjoner påvirker cellulær funksjon.
for å forstå celleproliferasjon er det viktig å forstå cellesyklusens rolle. Alle celler i kroppen reproduserer (men noen langsommere enn andre). For eksempel er det øverste laget av huden din kontinuerlig tapt og erstattet gjennom livet ditt. For at en celle skal reprodusere seg selv, må den passere gjennom denne» syklusen «av hendelser, som inkluderer å fordoble sitt genetiske materiale og øke mengden av cellulært» maskineri», slik at når cellen deler seg i to, har hver celle nok grunnleggende materialer til å overleve og reprodusere.
den ordnede utviklingen av hendelser gjennom denne cellesyklusen er avhengig av spesifikke tidsmekanismer. Onkogener og tumorsuppressorgener kontrollerer direkte mange aspekter av cellesyklusen. Når disse genene blir mutert gjennom en kromosomal abnormitet, kan de føre til at cellesyklusen fortsetter på en ukontrollert måte ved å slå av ulike mekanismer som normalt hindrer cellen i å replikere på en uordenlig måte.
Differensiering
hver celle i kroppen din kommer fra en original celle (dannet når egget og sæden kom sammen). Da denne cellen reproduserer i flere celler og danner et foster, diversifiserer de (differensierer) i forskjellige vevstyper (muskel, bein, brusk, nerve, mageforing og så videre). Til slutt består menneskekroppen av kanskje hundrevis av typer celler. En av de nysgjerrige tingene (ikke godt forstått av forskere) er at når en celle blir en nervecelle (for eksempel), kan den ikke endres til en muskelcelle, selv om den opprinnelige cellen som den avledet fra, faktisk hadde den evnen. Det er differensiert.Differensierte celler har en annen egenskap – de «holder sammen» på veldefinerte måter (i mikroskopiske og makroskopiske rør, ark eller strenger) i kroppen din, for å danne de forskjellige vevene. Etter kromosomavvik oppstår og cellene blir dedifferentiert (eller utifferentiert), kan disse cellene mister sin tendens til å «holde sammen» på cellenivå. Den vitenskapelige termen for dette er et » tap i kontaktinhibering.»
Apoptose
Apoptose, referert til som programmert celledød, er en annen intrikat del av cellesyklusen. Apoptose er en distinkt form for død som er en programmert hendelse og oppstår som svar på visse stimuli. Apoptose er viktig for normal vevsutvikling. I tillegg tillater dette systemet celler å ødelegge SEG selv etter å ha oppdaget DNA-skade i stedet for å fortsette mutasjoner som kan være dødelige for hele organismen.cellens beslutning om å vokse OG reparere DNA-skaden eller å indusere apoptose er ikke forstått, men kan være relatert til GRADEN AV DNA-skade. P53-genet er en viktig deltaker i denne prosessen. Tap av p53-funksjon kan resultere i både upassende progresjon gjennom cellesyklusen etter DNA-skade og overlevelse av en celle som ellers kunne ha dødd. Siden p53 er kjernen i cellesyklusstabilitet og apoptose, er det ikke overraskende at det er det mest muterte genet i humane kreftformer, som omfatter defekter i mer enn 50% av alle svulster.
pRb-genet spiller også en viktig rolle i å forhindre at cellesyklusen fortsetter på en ukontrollert måte. (Det gir et såkalt «kontrollpunkt» i cellesyklusen og forhindrer en celle i å sykle videre med mindre visse strenge kriterier er oppfylt.) Når prb-genet er mutert, kan cellen miste dette viktige trinnet som styrer cellereproduksjon. Dette vil igjen føre til forbedret celleproliferasjon, og dermed øke malign transformasjon av cellen.
Sammendrag
Celler kan bli ondartede når genene som er ansvarlige for apoptose, blir muterte. De muterte genene gir:
- Mindre enn vanlig hemming av cellesyklusprogresjon (tumorsuppressorgener),
- Forbedret kjøring gjennom cellesyklusen (onkogener)
- Økte anti-apoptosesignaler; Og / eller
- Redusert pro-apoptose signaler
Som vi får en bedre forståelse av celledød, metoder som utnytter apoptotis for klinisk gevinst kan utvikles. Disse metodene kan innebære selektiv aktivering av apoptose i tumorceller og ikke i normalt vev; korreksjon av apoptotiske defekter i kreftceller ved å gjenopprette p53-genet; eller forhindre apoptose i normalt vev med midler som beskytter normalt vev mot skade ved stråling (radioprotection) og kjemoterapi (chemoprotection), slik at høyere doser av stråling kan leveres til tumorceller uten å påvirke normalt humant vev.
Konklusjon
det er hundrevis av kjente faktorer involvert i årsaken til kreft, og hundrevis flere som fortsatt er tvilsomme eller ukjente. Mange er under etterforskning, eller har vært innblandet tidligere, men blir nå avvist som viktige faktorer (nærhet til elektriske høykraftledninger, for eksempel). Før botemidler kan bli funnet ved hjelp av molekylær genetikk, må vi forstå hele samspillet mellom cellen og dens omgivelser.
det er usannsynlig at en enkelt årsak til kreft noen gang vil bli identifisert. Vanlige mekanismer som fører til utvikling av alle kreftformer kan og eksisterer. Identifisering og forebygging av disse unormale prosessene er trolig den mest sannsynlige måten vi vil kunne redusere kreftfrekvensen på. Når en kreft former, men mange forskjellige strategier må brukes til å avbryte disse cellulære prosesser, og fjerne og deaktivere unormale celler. Disse strategiene, av nødvendighet, vil variere avhengig av tumortyper, steder og andre tumor-og vertsfaktorer.