Онковіруси

За смертністю онкологічні захворювання займають друге місце після серцево-судинних, за страхом, який вони вселяють людям, – перше. У європейських країнах з різних причин щорічно помирає приблизно 1% населення. На рак, хвороби серця та інсульти припадає біля 75% випадків смерті. Піввіку тому від онкозахворювань помирав кожен десятий. Зараз це співвідношення наближається до 1:5. У певний період життя рак розвивається в кожної третьої людини.

Онковіруси. До родини ретровірусів входять численні види, які здатні викликати трансформацію нормальних клітин у пухлинні. З РНК-містких онкогенних вірусів виділяють три типи - B, C, D. Вони мають будову і хімічний склад, характерний для всієї родини ретровірусів. Онковіруси культивують у різних культурах клітин, причому їх репродукція відбувається лише в тих клітинах, які активно діляться. Максимальні онкогенні властивості проявляються при культивуванні в організмі тканин-хазяїв. Онковіруси містять у складі генома онкогени, які започатковують процес трансформації клітин.

Онкогенні віруси названих типів викликають різноманітні онкологічні процеси в організмі тварин і птахів: наприклад, онковіруси типу С є збудниками сарком і лейкозів, типу В - раку й лейкозів.

Існує ще окрема Т-лімфотропна група ретровірусів людини. Зокрема, Т-лімфотропнi віруси 1 і 2 (HTLV-1 i HTLV-2) cпричиняють Т-клітинний лейкоз дорослих людей. Віруси можуть передаватись ч/з кров, трансплацентарно, а також статевим шляхом. Лабораторні методи діагностики новоутворень грунтуються на виявленні пухлинних антигенів або антитіл. Для лік. використовують моноклональні антитіла, навантажені різними цитостатиками.

Клітини організму об’єднані у тканини – однорідні групи з загальним походженням, функцією і спільною “територією”. Кількість клітин у

даній тканині більш-менш постійна. Це відбувається завдяки тому, що молоді клітини постійно діляться та ростуть. При цьому чим більше клітин відмирає, тим більше з’явиться нових. Якщо співвідношення втрата-поповнення з якихось причин порушується на користь поповнення, то у цьому місці виникає надлишкова маса клітин – утворюється пухлина. Ріст пухлини відбувається поступово, поки не утвориться цілком відчутний вузол. Деякі пухлини досягають помітного розміру за кілька тижнів, тоді як іншим потрібні роки.

Чим шкідливішими є умови, у яких знаходиться клітина, тим більша імовірність помилок при її поділі. Травми шкіри, слизових оболонок або інших тканин організму призводять до збільшення ризику виникнення пухлини в цьому місці. Саме тому частіше хворіють на рак ті органи, слизова оболонка яких піддається інтенсивному природному навантаженню: легені, шлунок, товстий кишечник. Подразнення слизової бронхів тютюновим димом, слизової стравоходу та шлунка – гострою їжею, травмування родимок та виразок, що не гояться, підвищує ризик виникнення раку.

Будь-яка тканина займає лише свою “територію” – як за шириною, так за товщиною. Якщо пухлина не виходить за межі тканини, з якої утворилася, і не проникає у сусідні тканини, то вона доброякісна. Головною ознакою злоякісної пухлини є її вихід за межі своєї території. Ракові клітини можуть відриватись від основного вогнища, розноситись лімфою та кров’ю по всьому організму та осідати в інших органах (насамперед у лімфатичних вузлах, печінці, легенях). Там вони утворюють вторинні вогнища росту – метастази. Саме вони роблять пухлину по-справжньому злоякісною.

Ріст злоякісних пухлин необмежений та неконтрольований. Ракові клітини, відірвавшись від пухлини, можуть рости окремо від неї в чужорідному оточенні.

Ще однією невід’ємною властивістю злоякісної пухлини є безсмертя її клітин. Вони не припиняють свого розмноження ні в організмі, ні поза ним. Така пухлина безупинно прогресує до більшої злоякісності, “агресивності” та неконтрольованості.Найгіршим є те, що ракові пухлини виділяють отруйні речовини та виснажують організм, використовуючи ресурси для свого росту.

Наш організм складається з мільярдів клітин, які постійно діляться та ростуть. У цьому процесі рано чи пізно виникають різноманітні “збої”, в результаті яких іноді й з’являються ракові клітини. Враховуючи кількість клітин та частоту їх поділу, зовсім не дивно, що в організмі кожної людини утворюється безліч “поганих” клітин. Дивним швидше є те, що далеко не всі вони стають пухлинами і рак виникає відносно рідко.

Основною причиною цього є наша імунна система. В організмі людини є спеціальні механізми для розпізнавання і знищення таких “бракованих” клітин. Таким чином він бореться з ними так само, як із клітинами, які потрапили ззовні (бактеріями, вірусами тощо) за допомогою імунної системи. Проте іноді вона дає збій і з якихось причин не знищує цих клітин.

Очевидно, саме порушення імунної системи є визначальними в розвитку пухлин, оскільки виникнення клітинного “браку” неминуче, і все залежить від того, наскільки безвідмовно й ефективно він розпізнається і знищується.Це підтверджується збільшенням імовірності виникнення раку з віком. Адже чим довше живе людина, тим більше ракових клітин утворюється в її організмі. На фоні ослаблення імунної системи вони перетворюються на злоякісні пухлини.

Ракові клітини виникають у організмі кожної людини. Проте є фактори, які сприяють їх розмноженню, розвитку та переродженню у злоякісні утворення. Це канцерогени – різноманітні хімічні речовини, віруси та опромінювання.

Канцерогенні речовини стимулюють розмноження найменш зрілих клітин – попередниць пухлин і сприяють їх змінам. Саме вони викликають рак сечового міхура, характерний для працівників лако-фарбової промисловості, та найбільш розповсюджений рак у людини – рак легень, що спричинюється палінням. У тютюновому димі в мікроскопічній кількості міститься хімічна речовина (3,4-бепзопірен), яка при потраплянні на шкіру мишей у високих концентраціях неодмінно викликає у них рак цього місця. На даний час визнано, що ризик розвитку цього захворювання поширюється і на людей, які не палять, але перебувають в одному приміщенні з курцями (так зване “пасивне куріння”). Джерелом більшості канцерогенів у навколишньому середовищі є викиди промислового виробництва. Хоча багато з них міститься і у продуктах харчування.

Іншу групу канцерогенів становлять віруси, які є дуже різноманітними. До них належать великі віруси, споріднені з вірусом герпесу, дрібні віруси, схожі до тих, які викликають бородавки (віруси папіломи). Вважається, що останній вірус відіграє провідну роль у розвитку раку шийки матки.

Усі віруси вносять у клітину додаткову інформацію, яка перетворює її на ракову. Проте їх роль у розвитку пухлин залишається спірною.

Ракові пухлини можуть виникати і під впливом опромінення. При загальному опроміненні організму найчастіше зустрічаються лейкози – різні форми пухлин кровоносної системи. Рідше з’являються пухлини кісток, як наслідок нагромадження у них радіоактивного стронцію, та рак щитоподібної залози – результат скупчення в цій залозі радіоактивного йоду. Подібний ефект дає ультрафіолетове випромінювання, якщо вплив достатньо тривалий. Добре відомо, що перебування на інтенсивному сонячному світлі протягом багатьох років може привести до захворювання на злоякісну меланому.

Ще одна важлива причина раку – генетична. Так, у мишей шляхом добору отримані види із 100%-ним виникненням у них певних видів пухлин. Людям, чиї родичі страждали від раку, потрібно бути особливо обережними при виборі професії, харчування, способу життя та регулярно обстежуватись у спеціалістів.

Для того, щоб вплив канцерогенів став відчутним, його інтенсивність та тривалість повинні в сотні разів перевищувати допустимі норми. Ризик захворіти на рак від зовнішніх причин для переважної більшості людей залишається меншим, ніж ризик загинути в автомобільній катастрофі.

Все ж більшість пухлин відносяться до спонтанних. Вони виникають без очевидного зв’язку з якимись діючими зовнішніми чи внутрішніми факторами, і попередити їх, на жаль, майже неможливо. Механізми переродження нормальної клітини на злоякісну ще не з’ясовані.

Численні роботи, проведені в 1970–1980-х рр. показали, що в багатьох видів тварин є гени, схожі, але не співпадаючі з генами ретровірусів. Ці гени тварин і людини іноді називають ендогенними ретровірусами (HERV), чи провірусами.

Звичайно HERV не активні і менш онкогенні для вигляду-хазяїна, ніж екзогенні. Можливо, що викликають рак гени ряду ретровірусів колись, на ранніх етапах біологічної еволюції, закріпилися в ДНК предків виду-хазяїна. При реплікації всієї ДНК клітки онкогени передавалися з покоління в покоління. По оцінках учених HERV з'явилися в геномі предків людини приблизно 50 млн років тому.

Інтеграція екзогенного ретровіруса в геном хазяїна не сайт-специфична (випадкове), тому закріплення його в геноме підкоряється досить твердим правилам. Оскільки провірус не зникає з генома, є присутнім у всіх клітках свого носія і поширюється по популяції, та його присутність повинна бути нешкідливим для організму і, можливо, дає якісь переваги своєму хазяїну.

Маються дані про участь HERV у регуляції експресії генів, в ембріональному розвитку, у запобіганні зараження родинними екзогенними ретровірусами, у іммуносупрессії і розвитку деяких аутоіммунних захворювань.

Необхідно згадати також, що існує теорія походження ретровірусів із клітинних генів. Головну роль у цьому процесі приділяється зворотній транскриптазі, включенню створених нею ДНК у ДНК клітки і процес рекомбінації.

Опухолеродні віруси, як правило, видоспецифічні, тобто вражають тварин тільки визначеного виду. Але з кожного правила є вийнятки. Наприклад, вірусом курячої саркоми можна заразити пацюків, кроликів, хом'ячків, мавп, ящірок і навіть змій.

Група вчених під керівництвом Б.А. Лапіна установила, що вірус лейкозу людини може викликати подібне захворювання в двох видів мавп. Це привело до створення експериментальної моделі для вивчення всіх стадій розвитку захворювання, починаючи з найперших етапів.Дослідники показали, що при зараженні клітки ретровірусом синтез його ДНК відбувається в два етапи: спочатку по нитці вірусної РНК синтезується комплементарна їй нитка ДНК, потім на останній добудовується комплементарна їй друга нитка ДНК і одночасно відбувається, деградація нитки РНК вірусу.

Онковіруси можуть брати участь у розвитку імунологічних захворювань. Так, при вивченні червоної вовчанки методом молекулярної гібридизації було показано, що в ДНК кліток уражених хворобою тканин маються послідовності, комплементарні РНК вірусу кору і зворотна транскриптаза. Це вказувало на експресію онковірусу в клітках хворих вовчанкою.

На підставі отриманих даних було висловлене припущення, що на початкових стадіях захворювання відбувається взаємодія коревого вірусу з латентним онковірусом. У результаті зворотна транскриптаза онковіруса транскрибує кореву РНК у ДНК, що потім вбудовується в геном клітки. Експресія цих додаткових генів виявляється в синтезі специфічних вірусних білків, частина з яких вбудовується в мембрани кліток і змінює їхньої властивості. Ці клітки стають чужорідними для організму і піддаються атаці власної імунної системи.

Онковіруси можуть активуватися при трансплантації (пересадженню) тканин. Розглянемо наступний приклад. При схрещуванні двох чистих ліній мишей народжується потомство, толерантне до пересадження тканин кожного з батьків: усі види тканин, включаючи і лімфоідну, що містить іммуноактивні клітки, приживаються. Однак якщо перед пересадженням лимфоидной тканини в реципієнта придушити імунну систему, те після трансплантації в мишей різко підсилюється експресія онковірусів. З часом у тварин розвиваються злоякісні лімфоми.

Можливо, онковіруси – нормальні компоненти організму, які приймають участь у процесах клітинного циклу, диференціації і проліферації. Тоді старіння, дія фізичних і хімічних канцерогенів може викликати розвиток раку. Однак присутність канцерогенів нехарактерно для природного середовища мешкання, а захворювання особин, що вийшли з репродуктивного періоду, не може відбитися на долі популяції. У той же час, інтегрований у геном клітки онковірус зі слабкими онкогенними властивостями може захистити клітку від родинного високоактивного вірусу.