Powstawanie zmiany nowotworowej najczęściej jest procesem długotrwałym. Kancerogeneza zachodzi na poziomie DNA komórki – pojedyncza mutacja może powstać samoistnie lub pod wpływem działania na organizm czynników kancerogennych. Jak powstaje komórka nowotworowa?
Spis treści:
- Czym jest kancerogeneza?
- Etapy kancerogenezy – jak powstaje nowotwór?
- Przyczyny kancerogenezy
- Źródła
Czym jest kancerogeneza?
Etiologia chorób nowotworowych nie jest do końca poznana, ale proces prowadzący od przemiany zdrowej komórki w komórkę zmienioną nowotworowo, czyli kancerogeneza (inaczej karcynogeneza, nowotworzenie), pod kątem naukowym jest zagadnieniem dość dobrze zbadanym i znanym.
Zdrowe komórki organizmu dzielą się i rozwijają w sposób kontrolowany – gdy osiągną zaprogramowaną, docelową wielkość, proces podziału komórkowego zostaje zahamowany. Komórki nowotworowe nie reagują natomiast na sygnały regulujące cykl komórkowy. Mają nieskończony potencjał dzielenia się, tracą zdolność do samozniszczenia – apoptozy, a zaszłe na ich powierzchni zmiany powodują, że wymykają się spod kontroli układu odpornościowego. Poza tym odbiegają budową i charakterem od tych prawidłowych, mają zdolność do odrywania się od pierwotnego skupiska – ogniska, czyli miejsca powstania, przechodzenia przez śródbłonki naczyń naczyń krwionośnych oraz limfatycznych i zdolność do tworzenia nowych ognisk (tzw. przerzuty nowotworowe).
Etapy kancerogenezy – jak powstaje nowotwór?
Uszkodzenia DNA komórek nie są zjawiskiem rzadkim. Prawidłowo funkcjonujący układ komórkowych mechanizmów naprawczych blokuje ich rozwój, aż do czasu naprawy, polegającej na wycięciu uszkodzenia. Jeśli naprawa nie powiodła się, komórka w której doszło do mutacji genowej uruchamia proces apoptozy. Jeśli nie dojdzie do naprawy lub zniszczenia komórki z uszkodzonym DNA, komórka wchodzi w kolejne etapy procesu kancerogenezy, czyli nowotworzenia.
Kancerogeneza (transformacja – „złośliwienie” – komórek prowadząca do powstania nowotworu złośliwego) jest procesem wieloczynnikowym i wielostopniowym. Przebiega w następujących etapach:
- Inicjacja
Komórka z uszkodzonym kwasem DNA, który nie został naprawiony, a komórka nie uległa apoptozie, zaczyna zmieniać swoje funkcjonowanie i nabiera nowych cech. Określana jest jako komórka macierzysta nowotworu. - Promocja
Aktywacji ulegają onkogeny – wadliwe zmutowane protoonkogeny odpowiedzialne za kontrolę cyklu życiowego komórki. Zmutowana komórka ulega intensywnym niekontrolowanym podziałom, zachodzą dalsze mutacje w transformowanych komórkach. W masie powstającej zmiany nowotworowej rozwijają się naczynia krwionośne. Powstaje miejscowa zmiana pierwotna, często o charakterze łagodnym. - Progresja (tzw. uzłośliwienie nowotworu)
Ostatni etap kancerogenezy, w trakcie którego komórki nowotworowe podlegają dalszym zmianom genetycznym (w tym kariotypowym) proliferują, ulegają zezłośliwieniu, naciekają na okoliczne tkanki i dają przerzuty odległe – jest to proces nieodwracalny, organizm nie jest w stanie zahamować dalszych zmian w komórkach. Nowotwór ma zdolność do przerzutów.
Wyżej opisany proces może trwać latami – zależy to np. od rodzaju nowotworu (rodzaju komórek ulegających karcenogenezie) i jego umiejscowienia. Zakłada się, że zmiana nowotworowa o wielkości około 1 cm powstaje w przeciągu 5 lat. W przypadku zmian bardzo agresywnych, kancerogeneza jest o wiele szybsza. Różny jest też czas trwania poszczególnych etapów kancerogenezy.
Przyczyny kancerogenezy
Czynników powodujących zmiany w sekwencji DNA, mogących wywołać proces nowotworzenia, jest wiele – mutacjom ulegają konkretne rodzaje genów.
Do przyczyn powstawania nowotworów złośliwych zaliczamy między innymi:
- czynniki chemiczne – narażenie organizmu na działanie takich substancji jak np. węglowodory aromatyczne (np. benzen); arsen; chrom, nikiel azbest; alkohol etylowy; substancje smoliste zawarte w dymie tytoniowym, często o charakterze związków aromatycznych; substancje zawarte w zanieczyszczonym powietrzu (wspomniane metale ciężkie, związki aromatyczne etc.);
- czynniki fizyczne –promieniowanie jonizujące (rentgenowskie, gamma), ultrafioletowe, podrażnienia mechaniczne;
- czynniki biologiczne – wirusy (np. brodawczaka ludzkiego, HPV; WZW typu B oraz typu C) czy bakterie (np. Helicobacter pylori).
Bardzo istotny wpływ na uruchomienie procesu kancerogenezy ma styl życia. Otyłość, brak aktywności fizycznej, narażenie na długotrwały stres, niedobór snu, nadużywanie alkoholu oraz niewłaściwa dieta znacznie podwyższają ryzyko zachorowania na nowotwór złośliwy. Wirus HIV nie jest onkogenny, ale upośledza odpowiedź immunologiczną organizmu, który traci możliwość eliminacji komórek nowotworowych na wczesnych etapach kancerogenezy – gdy komórki transformowane są nieliczne i nie odróżniają się zbyt silnie od komórek prawidłowych. Uszkodzenie DNA zdrowej komórki może być również efektem tzw. wrodzonych mutacji genowych.
Źródła:
- Zintegrowana Platforma Edukacyjna, Genetyczne podłoże transformacji nowotworowej, dostęp: 19.05.2024.
- Dzięgiel Piotr, Marszałek Andrzej, Biologia molekularna nowotworów w praktyce klinicznej, Edra Urban & Partner, ISBN 978-83-65835-63-5.
- Jastrzębski Tomasz, Kancerogeneza – czyli jak powstaje rak i dlaczego, dostęp: 20.05.2024.
