ДНК и онкология

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) — носитель генетической информации о человеке, записанный в виде сложного кода, в котором содержатся сведения о нашей индивидуальной наследственности. Ежегодно 3 сентября отмечается такое событие, как открытие уникальности ДНК. Именно в этот день в 1984 году британский генетик Алек Джеффрис обнаружил, что у каждого человека она неповторима и уникальна. Молекула способна не только сохранять информацию, но и передавать её дальше следующим поколениям. Данные, закодированные в ней, задают основу программы развития живого существа, определяя тем самым ход его жизни. Наша ДНК небезупречна. Её слабая сторона в том, что в ней могут возникать “ошибки”, которые провоцируют развитие онкологических патологий. Что вызывает такие сбои? Кто находится в группе риска? Почему не следует расслабляться при отсутствии наследственных мутаций?

Мутации, которые вызывают рак

Развитие рака происходит, потому что здоровая клетка в теле претерпевает изменения в своей ДНК. Как это происходит? Нормальные клетки в человеческом организме живут по отдельности, не затрагивая друг друга. Каждая из них использует строго отведённое ей количество ресурсов, выполняет свои биологические функции и в конце жизненного цикла умирает, освобождая место следующим поколениям клеток.

Чтобы на смену старым единицам приходили новые, они постоянно делятся. Перед размножением клетка запасается “копией” наследственной генетической информации, которая находится в её ядре. Нити ДНК, заложенные в хромосомы внутри ядра, удваиваются. И уже после этого клетка делится, передавая каждой из дочерних своих копий по идентичному набору хромосом. Из одной клетки получается две абсолютно таких же, и вместе со своим генетическим багажом каждая из них получает “знания” о том, какой путь ей необходимо пройти, какую функцию выполнять и сколько раз в жизни делиться.

Иногда в процессе деления происходят сбои — мутации. В течение жизни человека ежедневно в организме случаются сотни мутаций, но только “критическая масса” таких сбоев может привести к развитию злокачественной опухоли. Она возникает, когда клетки с мутациями передают ошибочную информацию своим последователям и начинают бесконтрольно размножаться.

Из гена в онкоген

Ген — структурная и функциональная единица наследственности. Основная роль генов — хранение “инструкции” для синтеза белков. Белки в свою очередь служат “строительными кирпичиками” для организма и выполняют важные функции, например, восстановление повреждённых тканей. К мутациям генов относятся любые изменения молекулярной структуры ДНК, независимо от их локализации и влияния на жизнеспособность. Некоторые мутации не оказывают никакого влияния на структуру и функцию соответствующего белка.

Гены, изменения в которых могут привести к раку, делятся на две группы: протоонкогены и антионкогены. Первая группа — это гены, регулирующие нормальное поведение клеток: их рост, деление и копирование. В результате мутаций они могут превращаться в онкогены, которые способны запустить опухолевый процесс. Можно выделить в ряд наиболее известные и хорошо изученные гены, мутации которых вызывают определённые виды рака. Например, протоонкоген HER2 вырабатывает белковые рецепторы, которые участвуют в росте и делении клеток молочной железы. Многие люди с раком молочной железы имеют мутацию гена в HER2. “Ошибки” в BRAF являются потенциальной причиной возникновения меланомы, а KRAS является одним из наиболее часто мутирующих онкогенов, провоцирующих колоректальный рак.

Вторая группа — антионкогены, их также называют генами-супрессорами опухоли. Они препятствуют развитию опухолей. По своему функциональному назначению антионкогены являются антагонистами (противниками) онкогенов. Они либо мешают опухолевому росту, подавляя атипичные клетки, либо участвуют в исправлении ошибок ДНК. Например, к ним относятся BRCA1, BRCA2, мутации в которых приводят к раку молочной железы и яичников.

Факторы риска

Повреждения ДНК могут быть спровоцированы двумя аспектами: либо мутация имеет генетическую основу, то есть передается по наследству, либо она вызвана внешними факторами.

По данным ВОЗ ^[1] возникновение рака можно объяснить генетическим фактором не более, чем в 5-10% случаев. Остальные 90-95% возникают в результате воздействия внешних или внутренних факторов. Ключевое губительное влияние оказывает на организм нездоровый образ жизни. Курение — основная причина рака лёгких. Согласно исследованию Американской ассоциации лёгких ^[2], именно эта вредная привычка является причиной смерти от рака лёгких для 80% женщин и 90% мужчин. Стоит отметить, что степень риска прямо пропорциональна количеству лет, в течение которых человек курит. В среднем развитие злокачественной опухоли у курящего человека занимает около 15 лет.

Неправильное питание, а именно — употребление жирной, копчёной или солёной пищи, может привести к ожирению. Как следствие, повышается вероятность развития разных видов рака. Жировой слой приводит к переизбытку в организме человека эстрогена и других стероидных гормонов, которые играют решающую роль в развитии рака молочной и эндокринных желёз. Установлена связь между вирусами гепатитов B и C и раком печени, вирусами герпеса и, например, лимфомы, саркомы или рака носоглотки, бактерией Helicobacter Pylori и раком желудка.

Ультрафиолетовое излучение также относится к внешним факторам, способствующим развитию мутаций. Солнечные лучи — ключевые “поставщики” ультрафиолета. Искусственные лучи солярия не менее опасны. Ионизирующая радиация может подвергать ДНК клеток мутациям, этот процесс способен спровоцировать развитие рака. Так как УФ-лучи имеют недостаточно энергии, чтобы проникать глубоко, их главное воздействие сосредотачивается на коже, поэтому загар и развитие злокачественных новообразований кожи тесно взаимосвязаны.

От многих факторов можно отказаться — просто исключить, другие — свести к минимуму. Среди профилактических мер можно выделить поддержание здорового веса, физическую активность, отказ от курения и алкоголя, ограничение нахождения под прямыми солнечными лучами и контакта с различными химическими загрязнителями. А также прививки (от ВПЧ и гепатита) и другие виды профилактики инфекционных и паразитарных заболеваний. Получение, обработка и использование генетических данных — это будущее медицины. Необходимо дальнейшее изучение ДНК-информации для разработки прогностических шкал, мониторинга и ранней диагностики опухолевых процессов, так как внедрение инновационных методов позволит оптимизировать тактику лечения пациентов и повысить эффективность проводимой терапии.

Источники