Co wspólnego mają królowe pszczół, mlecze i nowotwory? W tym fragmencie książki „Bunt komórek. O faktach, mitach i zagadkach raka” T. Michael McCormick oraz profesor onkologii Richard „Rick” J. Jones tłumaczą, jak komórki macierzyste mogą stać się początkiem choroby.
Większość z was zna termin „komórka macierzysta”, ale być może nigdy nie słyszeliście tego terminu w kontekście nowotworów. Okazuje się, że poznanie jednego szczególnego rodzaju komórki macierzystej, a mianowicie rakowej komórki macierzystej, jest niezbędne do pełnego zrozumienia mechanizmu rozwoju, wzrostu i zachowania nowotworu.
Istnieją dwie szerokie kategorie komórek w organizmie: komórki rozrodcze, które są odpowiedzialne za rozmnażanie płciowe, oraz komórki somatyczne, które obejmują wszystkie inne komórki w ciele. Komórki macierzyste to klasa komórek somatycznych, z których pochodzą pozostałe komórki somatyczne, czyli są ich „matkami”. Każdy narząd ma komórkę macierzystą, z której rozwija się reszta narządu. W związku z tym, komórka macierzysta (królowa pszczół, jeśli użyć takiego porównania) jest „rodzicem” pozostałych komórek somatycznych – „dzieci” (robotnic), które stanowią większość narządów (uli) naszego ciała. Jednak w przeciwieństwie do ludzkich rodziców (jak również królowych pszczół), komórki macierzyste mają dodatkową umiejętność klonowania siebie samych, czyli samoodnawiania. To jest podstawowa funkcja określająca komórki macierzyste.
Komórki macierzyste są jednymi z najmniejszych komórek organu, ale w tym przypadku wielkość nie ma znaczenia – nadal posiadają wszystkie potrzebne instrukcje genetyczne. Komórki macierzyste są wspaniałe, ale jeśli taka komórka się pogubi, cała misterna układanka może się rozpaść, prowadząc do powstania nowotworu.
Podsumowując w najprostszych słowach: zróżnicowane komórki somatyczne są budulcem ciała (jak robotnice w ulach), podczas gdy komórki macierzyste (jak królowe pszczół) są długowiecznymi fabrykami tych komórek, zdolnymi do przemieszczania się przez krew tam, gdzie są potrzebne.
Chociaż w chwili rozpoznania nowotworu znajduje się w nim prawie bilion komórek, rak zaczyna się od jednej komórki. Jednak pojedyncza mutacja prawie nigdy nie powoduje raka – zwykle potrzeba co najmniej trzech mutacji, a często więcej. Komórka, która ma stać się nowotworową, musi przetrwać wystarczająco długo, aby zgromadzić trzy do siedmiu mutacji genetycznych niezbędnych do pełnego rozwinięcia choroby. Większość komórek somatycznych w ciele przypomina robotnice: nie żyją długo, ani nie są zdolne do samoodnawiania. Większość normalnych komórek żyje krócej niż rok, a niektóre tylko kilka dni.
Co najmniej pół wieku temu badacze wysunęli hipotezę, że wrodzona długowieczność i rozległa zdolność proliferacyjna dorosłej komórki macierzystej narządu czynią ją idealnym kandydatem na komórkę inicjującą raka. Badania laboratoryjne wskazywały, że komórki odpowiedzialne za powstawanie raka w szalce Petriego lub u zwierzęcia stanowiły tylko niewielką część komórek złośliwych, podobnie jak pszczela królowa jest jedyną pszczołą rozmnażającą się w ulu. Odkrycia te przypominały ówczesnym badaczom komórki macierzyste, więc nazwali je rakowymi komórkami macierzystymi. Naukowcom brakowało wówczas narzędzi pozwalających udowodnić, że rak naprawdę zaczyna się w dorosłych komórkach macierzystych narządów, więc koncepcja ta wyszła z mody na ćwierć wieku.
Jednak wraz z rozwojem bardziej zaawansowanych technik laboratoryjnych na przełomie tysiącleci, Rick i jego koledzy z całego świata byli w stanie wykazać, że wiele, jeśli nie większość, nowotworów ma swój początek w dorosłych komórkach macierzystych narządów. Komórki te są długowieczne – wiele z nich jest niemal nieśmiertelnych – co daje im czas na rozwinięcie od trzech do siedmiu mutacji w ciągu całego życia, a także mają zdolność do wytwarzania kolejnych komórek i rozprzestrzeniania raka.
Te stosunkowo rzadkie rakowe komórki macierzyste różnią się biologicznie od znacznie liczniejszych komórek (ich nowotworowych „dzieci”, jeśli można tak powiedzieć), które stanowią większość nowotworu. Rakowe komórki macierzyste wyglądają i działają inaczej niż ich nowotworowe potomstwo, ale są szczególnie problematyczne, ponieważ zachowują wiele cech charakterystycznych dorosłych komórek macierzystych narządów, z których się wywodzą. Rick porównuje je do mlecza. Części rośliny, które widzimy – łodyga, liście i kwiaty – nie są najważniejszym elementem utrzymującym mlecz przy życiu. Korzeń, który w niczym nie przypomina reszty rośliny, wykonuje tę ciężką pracę. Jest on ukryty przed naszym wzrokiem, podobnie jak normalne komórki macierzyste, których jest mało i są trudne do wykrycia. Jeśli spróbujemy pozbyć się mleczy, usuwając tylko widoczną część rośliny – na przykład kosząc trawnik – nasze próby powstrzymania ich ponownego odrastania skończą się niepowodzeniem. W rzeczywistości rakowe komórki macierzyste często z wyglądu i sposobu działania znacznie bardziej przypominają normalne komórki macierzyste niż ich nowotworowe „dzieci”.
Normalne komórki macierzyste są komórkami organizmu najbardziej odpornymi na toksyczne czynniki, takie jak palenie, ponieważ muszą utrzymać rezerwę komórkową, która jest w stanie wytworzyć nowe komórki przez całe życie człowieka. Ta wrodzona odporność na szkodliwe bodźce jest przekazywana rakowym komórkom macierzystym i stanowi jeden z powodów, dla których są one stosunkowo oporne na terapię przeciwnowotworową. Rakowe komórki macierzyste zachowują również zdolność normalnych komórek macierzystych do przemieszczania się przez krew do obszarów wymagających naprawy. Te właściwości rakowych komórek macierzystych mają istotne znaczenie dla powstawania przerzutów i odpowiedzi organizmu na leczenie. Wiele terapii przeciwnowotworowych przypomina koszenie mlecza; nie usuwają niewykrywalnego, biologicznie odmiennego (nowotworowego) korzenia. Zasadniczo z tego powodu liczne terapie powodują remisję, ale choroba powraca.
„Bunt komórek”: https://helion.pl/ksiazki/zbukom.htm
Presspack „Bunt komórek”: https://helion.pl/pressroom/getpresspack.cgi?id=zbukom
Specjalista w dziedzinie onkologii, medycyny wewnętrznej i patofizjologii, związany z prestiżowym Uniwersytetem Johna Hopkinsa w Baltimore (Maryland, USA). Kieruje tam Programem Chorób Nowotworowych Układu Krwiotwórczego oraz Transplantacji Szpiku Kostnego. Pełni również funkcję zastępcy dyrektora w Sidney Kimmel Comprehensive Cancer Center.