Старение – это страшная сила!

Так выглядят те самые микроорганизмы – «геликобактер пилори» (круглые объекты вверху снимка), которые обитают в желудке и которые оказались причиной, вызывающей рак желудка.
Фото из архива автора

Так уж получилось, что Нобелевские премии трех последних лет имеют самое прямое отношение к изучению молекулярных механизмов возникновения рака.

Сначала премию за 2005 год вручили открывателям знаменитого теперь микроорганизма «геликобактер пилори» – Неlicobacter pylori, – обитающего в пилорической части желудка и имеющего спирально закрученную форму, откуда и его название (helix по-гречески – круг, спираль).

Неожиданностью было то, что геликобактер может вызывать рак желудка, что поначалу, особенно на фоне успехов молекулярной онкологии с ее онкогенами и генами-протекторами, было совершенно неожиданно. Хотя тут можно вспомнить об ученике Роберта Коха, датском профессоре патологии Йонсе Фибигере, который получил Нобелевскую в 1927 году за открытие желудочного паразита – личинки тропического таракана, – также вызывающего рак желудка.

Фибигера незаслуженно объявили фальсификатором, и 40 долгих лет нобелевцы ничего не желали слышать о раке. Лишь в 1965 году премию дали заслуженному американскому вирусологу Пейтону Раусу, который за 55 (!) лет до того открыл первый раковый вирус, получивший название вирус саркомы Рауса (RSV).

Через два десятилетия было сделано совершенно уж неожиданное открытие, связанное с тем, что вирус является всего лишь «переносчиком» клеточного гена, мутация которого приводит к озлокачествлению клеток. Ген и кодируемый им белок получили название «сарк» – от саркома, и они были провозглашены первым онкогеном и онкопротеином.

На следующий год после геликобактера были отмечены микро-РНК. РНК – это вторая после ДНК (вещества наших генов) нуклеиновая кислота, которая копирует гены и передает информацию для синтеза белков. Она сама выполняет роль вещества генов у таких вирусов, как ВИЧ, грипп и гепатит. Однако никто себе и представить не мог, что РНК может осуществлять роль «глушилки», или сайленсинг (от silencer – глушитель), работы генов. Так был открыт совершенно неожиданный и в то же время очень древний механизм регуляции активности генов.

И наконец, в 2007 году Нобелевскую премию вручили за разработку методов выделения и манипулирования стволовыми клетками мыши. Как уже говорилось выше, все три премии имеют самое непосредственное отношение к изучению механизмов рака и метастазирования.

Сегодня уже выделены и генетически охарактеризованы стволовые раковые клетки, мутации в генах которых приводят к развитию лейкемии и глиальных опухолей мозга (глия – клетки, которые как бы окутывают, «поддерживают» нейроны), опухолей печени и сердца. В последних двух случаях гепатоциты (печеночные клетки) и кардиомиоциты (клетки сердечной мышцы) человека выращиваются в организме мыши с «отключенными» генами иммунного отторжения пересаженных органов и тканей.

Кстати, на молекулярном уровне активность стволовых клеток «гасят» процессы старения, гены которых при мутациях вызывают прогерию – преждевременное старение, а также и рак. Таким образом – и это является открытием последних полутора-двух лет, – старение есть защитный механизм против рака, поскольку оно направлено на прекращение деления клеток.

Последнее достижение голландских ученых из исследовательского института в Утрехте связано со стволовыми раковыми клетками тонкого и толстого кишечника, размножение которых приводит к развитию колоректального рака (толстого кишечника и прямой кишки). Теперь эти клетки можно не только «пощупать», но и увидеть. Их свечение в темном поле микроскопа особенно впечатляет.

Опухоль сама по себе была бы не так опасна – ее можно в конце концов вырезать, но чаще всего с ней не удается справиться в силу ее способности к метастазированию. А оно, как выяснили ученые Массачусетского технологического института (США), по крайней мере при раке груди, инициируется микро-РНК. Им удалось выделить из клеток метастазов микро-РНК mir10b, синтез которой запускается белком с характерным названием «Твист».

Синтезированная mir10b подавляет работу генов, блокирующих деление клеток, что, в свою очередь, активирует работу как минимум десятка генов метастазирования. Вот почему повышение уровня (количества) mir10b четко коррелирует с прогнозом у пациенток. Теперь необходимо искать пути подавления синтеза этой «зловредной» микро-РНК.

Воистину неисповедимы пути раковые! Самое последнее открытие связано с приснопамятным геликобактером. Сотрудники Лейпцигского университета сумели раскрыть секрет онкологического воздействия микроорганизма на клетки слизистой желудка. Оказалось, что геликобактер после связывания с белковыми рецепторами на поверхности клеток протыкает клеточную оболочку с помощью своего протеинового «шприца», называемого пилюс (рilus).

Многочисленные пилюсы, весьма внешне похожие на заправочные шланги авто, синтезируются за какие-то полтора часа. Когда пилюс оказывается готов, в клетку по его внутреннему каналу впрыскивается онкобелок Саg A. После попадания Саg A в клетку в дело вступает уже упоминавшийся фермент sarc, который навешивает на бактериальный протеин три фосфата. Активированный подобным образом микробный онкобелок запускает внутриклеточный каскад, дающий старт неудержимому делению клеток.

Раскрытие сложного способа воздействия геликобактера на клетки слизистой желудка позволяет надеяться на разработку фармакологических средств – ингибиторов роста пилюса, что не позволит микробу впрыскивать свой протеин в цитоплазму клеток. В то же время получение пилюсного белка в чистом виде позволит создать действенную вакцину против активных форм геликобактера. А без пилюса он не так уж и страшен, пусть уж себе живет, как живут в нас многие другие микроорганизмы.