Раковите клетки срещу нормалните клетки: Как се различават?

Има много разлики между раковите клетки и нормалните клетки. Някои от разликите са добре известни, докато други са открити наскоро и са по-слабо разбрани. Може да се интересувате от това как раковите клетки са различни, докато се справяте със собствения си рак или с този на любим човек.

За изследователите разбирането как раковите клетки функционират по различен начин от нормалните клетки поставя основата за разработване на лечения, предназначени да освободят тялото от ракови клетки, без да увреждат нормалните клетки.

Първата част от този списък обсъжда основните разлики между раковите клетки и здравите клетки. За тези, които се интересуват от някои от по-трудно разбираемите разлики, втората част от този списък е по-техническа.

Регулиране на клетъчния растеж

Кратко обяснение на протеините в организма, които регулират клетъчния растеж, също е полезно за разбирането на раковите клетки. Нашата ДНК носи гени, които от своя страна са план за протеини, произведени в тялото.

Някои от тези протеини са растежни фактори, химикали, които казват на клетките да се делят и растат. Други протеини работят за потискане на растежа.

Мутациите в определени гени (например тези, причинени от тютюнев дим, радиация, ултравиолетова радиация и други канцерогени) могат да доведат до необичайно производство на протеини. протеините са необичайни и функционират по различен начин.

Ракът е сложно заболяване и обикновено е комбинация от тези аномалии, които водят до ракова клетка, а не до единична мутация или аномалия на протеина.

Ракови клетки срещу нормални клетки

По-долу са дадени някои от основните разлики между нормалните клетки и раковите клетки, които от своя страна обясняват как злокачествените тумори растат и реагират по различен начин на заобикалящата ги среда, отколкото доброкачествените тумори.

Растеж

Нормалните клетки спират да растат (възпроизвеждат се), когато има достатъчно клетки. Например, ако се произвеждат клетки за поправяне на разрез в кожата, нови клетки вече не се произвеждат, когато има достатъчно клетки, които да запълнят дупката (когато приключи ремонтната работа).

За разлика от тях, раковите клетки не спират да растат, когато има достатъчно клетки. Този продължителен растеж често води до образуване на тумор (клъстер от ракови клетки).

Всеки ген в тялото носи план, който кодира различен протеин. Някои от тези протеини са растежни фактори - химикали, които казват на клетките да растат и да се делят. Ако генът, който кодира един от тези протеини, е заседнал в положение „включено“ чрез мутация (онкоген), протеините на растежния фактор продължават да се произвеждат. В отговор клетките продължават да растат.

Комуникация

Раковите клетки не взаимодействат с други клетки, както нормалните клетки. Нормалните клетки реагират на сигнали, изпратени от други близки клетки, които казват по същество „достигнали сте границата си“. Когато нормалните клетки „чуят“ тези сигнали, те спират да растат. Раковите клетки не реагират на тези сигнали.

Ремонт на клетки и клетъчна смърт

Нормалните клетки или се поправят, или умират (претърпяват апоптоза), когато са повредени или остареят. Раковите клетки или не се възстановяват, или не се подлагат на апоптоза.

Например, един протеин, наречен p53, има задачата да проверява дали клетката е твърде повредена, за да се поправи и ако е така, посъветвайте клетката да се самоубие. Ако този протеин p53 е ненормален или неактивен (например от мутация в гена p53), тогава се разрешава възпроизвеждането на стари или повредени клетки.

Генът p53 е един вид ген на туморния супресор, който кодира протеини, които потискат растежа на клетките.

Лепкавост

Нормалните клетки отделят вещества, които ги карат да се слепват в група. Раковите клетки не успяват да произведат тези вещества и могат да „изплуват“ до места наблизо или чрез кръвообращението или системата на лимфните канали до отдалечени области в тялото.

Възможност за метастазиране (разпространение)

Нормалните клетки остават в областта на тялото, където им е мястото. Например белодробните клетки остават в белите дробове. При някои ракови клетки може да липсват адхезионни молекули, които причиняват лепкавост, и са в състояние да се отделят и да преминат през кръвообращението и лимфната система до други области на тялото - те имат способността да метастазират.

След като пристигнат в нов регион (като лимфни възли, белите дробове, черния дроб или костите), те започват да растат, като често образуват тумори, отдалечени от първоначалния тумор.

Външен вид

Под микроскоп нормалните клетки и раковите клетки могат да изглеждат съвсем различно. За разлика от нормалните клетки, раковите клетки често проявяват много по-голяма променливост в размера на клетките - някои са по-големи от нормалните, а други са по-малки от нормалното.

В допълнение, раковите клетки често имат ненормална форма, както на клетката, така и на ядрото („мозъкът“ на клетката.) Ядрото изглежда както по-голямо, така и по-тъмно от нормалните клетки.

Причината за тъмнината е, че ядрото на раковите клетки съдържа излишна ДНК. Отблизо раковите клетки често имат необичаен брой хромозоми, които са подредени по неорганизиран начин.

Скоростта на растеж

Нормалните клетки се възпроизвеждат и след това спират, когато присъстват достатъчно клетки. Раковите клетки се размножават бързо, преди клетките да имат шанс да узреят.

Зреене

Нормалните клетки узряват. Раковите клетки, тъй като растат бързо и се делят, преди клетките да са напълно зрели, остават незрели. Лекарите използват термина недиференциран, за да опишат незрели клетки (за разлика от диференцирани, за да опишат по-зрели клетки.)

Друг начин да се обясни това е да се разглеждат раковите клетки като клетки, които не „растат” и се специализират в възрастни клетки. Степента на съзряване на клетките съответства на степента на рак. Раковите заболявания се оценяват по скала от 1 до 3, като 3 са най-агресивните.

Избягване на имунната система

Когато нормалните клетки се повредят, имунната система (чрез клетки, наречени лимфоцити) ги идентифицира и премахва.

Раковите клетки са в състояние да избегнат (измами) имунната система достатъчно дълго, за да прерасне в тумор, или чрез избягване на откриването, или чрез секретиране на химикали, които инактивират имунните клетки, които идват на мястото. Някои от по-новите лекарства за имунотерапия разглеждат този аспект на раковите клетки.

Функциониране

Нормалните клетки изпълняват функцията, която са предназначени да изпълняват, докато раковите клетки може да не са функционални.

Например, нормалните бели кръвни клетки помагат в борбата с инфекциите. При левкемия броят на белите кръвни клетки може да е много висок, но тъй като раковите бели кръвни клетки не функционират както трябва, хората могат да бъдат изложени на по-голям риск от инфекция дори при повишен брой на белите кръвни клетки.

Същото може да се отнася и за произведените вещества. Например нормалните клетки на щитовидната жлеза произвеждат хормон на щитовидната жлеза. Раковите клетки на щитовидната жлеза (рак на щитовидната жлеза) може да не произвеждат тиреоиден хормон. В този случай тялото може да липсва достатъчно хормон на щитовидната жлеза (хипотиреоидизъм) въпреки увеличеното количество на щитовидната тъкан.

Кръвоснабдяване

Ангиогенезата е процес, при който клетките привличат кръвоносните съдове да растат и да хранят тъканта. Нормалните клетки се подлагат на процес, наречен ангиогенеза, само като част от нормалния растеж и развитие и когато е необходима нова тъкан за възстановяване на увредената тъкан.

Раковите клетки се подлагат на ангиогенеза, дори когато растежът не е необходим. Един вид лечение на рак включва използването на инхибитори на ангиогенезата - медикаменти, които блокират ангиогенезата в организма, за да предпазят туморите от растеж.

Още разлики

Този списък съдържа допълнителни разлики между здравите клетки и раковите клетки. За тези, които искат да пропуснат тези технически точки, моля, преминете към следващата подзаглавие, обобщаващо разликите.

Избягване на супресори на растежа

Нормалните клетки се контролират от растежни (туморни) супресори. Има три основни типа туморни супресорни гени, които кодират протеини, които потискат растежа.

Един тип казва на клетките да се забавят и да спрат да се делят. Един тип е отговорен за фиксиране на промените в увредените клетки. Третият тип отговаря за отбелязаната по-горе апоптоза. Мутациите, които водят до инактивиране на който и да е от тези туморни супресорни гени, позволяват на раковите клетки да растат непроверено.

Инвазивност

Нормалните клетки слушат сигналите от съседните клетки и спират да растат, когато посегнат на близките тъкани (нещо, наречено контактно инхибиране). Раковите клетки игнорират тези клетки и нахлуват в близките тъкани.

Доброкачествените (неракови) тумори имат фиброзна капсула. Те могат да се притискат към близките тъкани, но не нахлуват / се смесват с други тъкани.

Раковите клетки, за разлика от тях, не спазват границите и нахлуват в тъканите. Това води до пръстовидни проекции, които често се отбелязват при радиологични сканирания на ракови тумори. Думата рак всъщност идва от латинската дума за рак, използвана за описване на раковоподобна инвазия на рака в близките тъкани.

Източник на енергия

Нормалните клетки получават по-голямата част от енергията си (под формата на молекула, наречена АТФ) чрез процес, наречен цикъл на Кребс, и само малко количество от енергията си чрез различен процес, наречен гликолиза.

Много видове ракови клетки произвеждат своята енергия чрез гликолиза, въпреки наличието на кислород(Феномен на Варбург). По този начин разсъжденията зад хипербаричната кислородна терапия са погрешни. Понякога хипербаричният кислород може да предизвика растеж на рак.

Смъртност / Безсмъртие

Нормалните клетки са смъртни, тоест те имат продължителност на живота. Клетките не са създадени да живеят вечно и точно както хората, в които присъстват, клетките остаряват. Изследователите започват да разглеждат нещо, наречено теломери, структури, които държат ДНК заедно в края на хромозомите, за тяхната роля в рака.

Едно от ограниченията за растежа в нормалните клетки е дължината на теломерите. Всеки път, когато клетката се дели, теломерите стават по-къси. Когато теломерите станат твърде къси, клетката вече не може да се дели и клетката умира.

Раковите клетки са измислили начин за обновяване на теломерите, за да могат да продължат да се делят. Ензим, наречен теломераза, работи за удължаване на теломерите, така че клетката да може да се дели безкрайно - като по същество става безсмъртна.

Възможност за „скриване“

Много хора се чудят защо ракът може да се повтори години, а понякога и десетилетия след като е изчезнал (особено при тумори като рак на гърдата, позитивен към естрогенните рецептори). Има няколко теории за това защо ракът може да се повтори.

Като цяло се смята, че съществува йерархия на раковите клетки, като някои клетки (ракови стволови клетки) имат способността да се противопоставят на лечението и да останат в латентно състояние. Това е активна област на изследване и изключително важно.

Геномна нестабилност

Нормалните клетки имат нормална ДНК и нормален брой хромозоми. Раковите клетки често имат необичаен брой хромозоми и ДНК става все по-ненормална, тъй като развива множество мутации.

Някои от тях са мутации на драйвери, което означава, че те стимулират трансформацията на клетката да бъде ракова. Много от мутациите са пътнически мутации, което означава, че те нямат пряка функция за раковите клетки.

За някои видове рак определянето на кои мутации на драйвера (молекулярно профилиране или генно тестване) позволява на лекарите да използват целеви лекарства, които конкретно са насочени към растежа на рака.

Разработването на целенасочени терапии като EGFR инхибитори за рак с EGFR мутации е една от най-бързо нарастващите и прогресиращи области на лечението на рака.

Как клетката става ракова

Както беше отбелязано по-горе, има много разлики между нормалните клетки и раковите клетки. Също така трябва да се отбележи броят на „контролните точки“, които трябва да бъдат заобиколени, за да стане клетката ракова:

• Клетката трябва да има растежни фактори, които да я подтикват да расте дори когато растежът не е необходим.
• Клетките трябва да избягват протеините, които насочват клетките да спрат да растат и да умрат, когато станат ненормални.
• Клетката трябва да избягва сигналите от други клетки,
• Клетките трябва да загубят нормалната „лепкавост“ (адхезионни молекули), която нормалните клетки произвеждат.

Като цяло за една нормална клетка е много трудно да се превърне в рак, което може да изглежда изненадващо, като се има предвид, че всеки трети от хората ще развие рак през живота си.

Обяснението е, че в нормалното тяло около три милиарда клетки се делят всеки ден. „Инциденти“ при възпроизводството на клетките, причинени от наследственост или канцерогени в околната среда по време на някое от тези разделения, могат да създадат клетка, която след по-нататъшни мутации може да се развие в ракова клетка.

Както беше отбелязано по-горе, има много разлики в раковите клетки и нормалните клетки, които съставят или доброкачествени, или злокачествени тумори. Освен това има начини, по които туморите, съдържащи ракови клетки или нормални клетки, се държат в тялото.

Концепцията за раковите стволови клетки

След като обсъдите тези много разлики между раковите клетки и нормалните клетки, може би се чудите дали има разлики между самите ракови клетки. Това, че може да съществува йерархия на раковите клетки - някои имат различни функции от другите - е в основата на дискусиите, разглеждащи раковите стволови клетки, както е обсъдено по-горе.

Все още не разбираме как раковите клетки могат да изглеждат скрити в продължение на години или десетилетия и след това да се появят отново. Някои смятат, че "генералите" в йерархията на раковите клетки, посочени като ракови стволови клетки, могат да бъдат по-устойчиви на лечение и да имат способността да лежат в латентно състояние, когато други ракови клетки от войници се елиминират чрез лечение като химиотерапия.

Докато в момента ние третираме всички ракови клетки в тумора като идентични, вероятно е в бъдеще лечението да вземе предвид допълнително някои от разликите в раковите клетки в отделен тумор.

Слово от Verywell

Много хора се разочароват, чудейки се защо все още не сме намерили начин да спрем всички ракови заболявания. Разбирането на многото промени, които една клетка претърпява в процеса на превръщане в ракова клетка, може да помогне да се обясни част от сложността. В момента няма една стъпка, а по-скоро много, към които понастоящем се работи по различни начини.

Освен това ракът не е отделна болест, а по-скоро стотици различни заболявания. И дори два вида рак, които са еднакви по отношение на вида и стадия, могат да се държат много различно. Ако в една стая имаше 200 души със същия тип и стадий на рак, те биха имали 200 различни ракови заболявания от молекулярна гледна точка.

Полезно е обаче да знаем, че докато научаваме повече за това, което прави раковата клетка ракова клетка, получаваме по-голяма представа за това как да спрем възпроизвеждането на тази клетка и може би дори правим прехода към превръщане в ракова клетка в първия място.

На тази арена вече е постигнат напредък, тъй като се разработват целеви терапии, които различават раковите клетки от нормалните клетки в техния механизъм.

И изследванията върху имунотерапията са също толкова вълнуващи, тъй като ние намираме начини да „стимулираме“ собствената си имунна система да прави това, което вече знаят как да прави - да открива раковите клетки и да ги елиминира.

Определянето на начините, по които раковите клетки се „маскират“ и се крият, доведе до по-добро лечение и необичайно пълни ремисии за някои хора с най-напредналите солидни тумори.