Jaki jest związek między apoptozą a rakiem?

Zaprogramowana śmierć komórki nazywa się apoptozą, zdarzeniem zwykle spowodowanym wewnętrznym uszkodzeniem lub sygnałami z otaczających tkanek. Apoptoza i rak są powiązane na dwa ważne sposoby. Po pierwsze, guzy nie mogą rosnąć, jeśli wykrywa je normalny system bezpieczeństwa w ciele i wyzwala ich autodestrukcję, więc nowotwory często blokują mechanizmy, za pomocą których ciało zaznacza niekontrolowany wzrost tkanki w celu apoptozy. Po drugie, komórki rakowe inaktywują geny, które kodują białka niezbędne do zniszczenia komórek złośliwych. Chemioterapie wykorzystują związek między apoptozą a rakiem, uszkadzając guzy i oznaczając je na śmierć.

Apoptoza występuje, gdy sygnały chemiczne inicjują proces samozniszczenia w komórce, poprzez zmiany w błonie, degradację DNA w jądrze i trawienie białek komórkowych przez wyspecjalizowane enzymy. Istnieją dwa rodzaje szlaków, które spowodują, że komórka ulegnie apoptozie: wewnętrzna, która jest inicjowana przez mutacje DNA, i zewnętrzna, która bierze swój sygnał spoza komórki. Zewnętrzny szlak może być wyzwalany przez hormony, toksyny i inne cząsteczki zdolne do aktywacji specjalnych lokalizacji w komórce zwanych receptorami śmierci.

We wczesnych stadiach powstawania nowotworu występują mutacje w DNA, które zmieniają związek między apoptozą a rakiem, co pozwala na niekontrolowany wzrost komórek. Rak obejmuje patologiczne zmiany w cyklu, w którym komórki się rozmnażają i namnażają, zdarzenia, które normalnie wywołują apoptozę, gdy zostaną wykryte w zdrowych komórkach. Czasami odbywa się to poprzez tłumienie kodowania genów ważnych białek, które organizm wykorzystuje do sygnalizowania tkanek nowotworowych w celu eliminacji przez apoptozę. Guzy mogą również wydzielać przekaźniki chemiczne, które mylą lub blokują proces, który zwykle nakazałby komórkom rakowym samozagładę.

Ważny gen, p53, koduje białka przekaźnikowe, które powodują apoptozę. Niektóre nowotwory wywołane przez wirusy tłumią aktywację tego genu i powodują, że komórki nowotworowe są mniej wrażliwe na aktywację receptorów śmierci. Niezależnie od tego, czy jest to spowodowane przez wirusy, czy nie, komórkowa produkcja substancji stymulujących wzrost jest zwiększona w guzach. Normalnie organizm reaguje na niekontrolowaną proliferację określonego rodzaju komórek, powodując masową apoptozę, ale podczas onkogenezy - powstawania raka - równowaga między apoptozą a rakiem zmienia się w kierunku wzrostu komórek, a nie śmierci.

Leczenie chemioterapeutyczne często zależy od związku między apoptozą a rakiem. Większość tych leków zaburza również syntezę DNA oraz podział lub wzrost komórkowy, ale mechanizmy te ostatecznie działają w celu zniszczenia komórek nowotworowych, zanim się podzielą i utworzą więcej kopii. Różne leki aktywują różne punkty na ścieżce, co prowadzi również do zaprogramowanej śmierci komórki, czasami poprzez zwiększenie wrażliwości receptorów śmierci na komórki nowotworowe. Ponieważ niektóre nowotwory złośliwe nie reagują już na sygnały autodestrukcji, naukowcy są zainteresowani opracowaniem chemioterapii, które mogą bezpośrednio indukować naturalne zdarzenia apoptozy.