199611_jak_rozsiewa_si_rak.pdf

PODSTAWOWE MECHANIZMY

Jak rozsiewa si« rak?

w przeciwieÄstwie jednak do komrek

nowotworw z¸oæliwych nie s zdolne

do inwazji (naciekania innych tkanek)

ani nie tworz przerzutw.

Nabycie zdolnoæci do przemieszcza-

nia si« jest przeto kluczowym momen-

tem w rozwoju nowotworu. Jego ko-

mrki musz uwolni si« z pierwotnego

miejsca, dosta si« do æwiat¸a naczynia

krwionoænego lub limfatycznego, prze-

nieæ si« z obiegiem krwi czy limfy do

odleg¸ego miejsca i tam spowodowa

wzrost swej nowej kolonii. Na kaýdym

etapie tego procesu komrki nowotwo-

rowe musz pokona mechanizmy kon-

trolne, dzi«ki ktrym normalne pozo-

staj na w¸aæciwym miejscu.

By dobrze pozna, w jaki sposb ko-

mrki guza nowotworowego wyzwa-

laj si« spod tej kontroli, trzeba lepiej

zbada sygna¸y, ktre podczas rozwo-

ju organizmu kieruj prawid¸owe ko-

mrki do miejsc ich przeznaczenia i

utrzymuj je tam przez ca¸e ýycie.

W latach 1968Ð1970, kiedy odbywa-

¸em staý podoktorski w California In-

stitute of Technology, mojego szefa Wil-

liama J. Dreyera bardzo interesowa¸y te

w¸aænie zagadnienia. Roger W. Sperry,

takýe z tego instytutu, wykry¸, ýe wraý-

liwe na æwiat¸o komrki nerwowe siat-

kwki oka docieraj swymi wypustkami

zawsze do tego samego w¸aæciwego

miejsca w mzgu. Odkrycie to zainspi-

rowa¸o Dreyera i Leroya E. Hooda do

postawienia hipotezy nazwanej ãarea

codeÓ, czyli kodem lokalizacji, zgodnie

z ktr komrka ma na swej powierzch-

Komrki nowotworowe zrywaj wi«zy ¸czce

je z w¸asn tkank i w«druj po organizmie.

S szanse, by im to uniemoýliwi

Erkki Ruoslahti

komrek, z ktrych kaýda zajmu-

je w¸aæciwe miejsce, korzystne

z punktu widzenia funkcjonowania orga-

nizmu jako ca¸oæci. Z wyjtkiem krwinek

bia¸ych, patrolujcych organizm w poszu-

kiwaniu bakterii i uszkodzonych tkanek,

normalne komrki pozostaj w tej tkance,

ktrej s integraln cz«æci. Natomiast ko-

mrki nowotworowe przemieszczaj si«

bez¸adnie, atakujc inne tkanki.

Przerzuty, czyli wzrost nowotworu

w oddalonych od pierwotnego ogniska

miejscach w organizmie, s rzeczywi-

st przyczyn umieralnoæci z powodu

raka. Chirurg wzgl«dnie ¸atwo potrafi

usun guz pierwotny, jednakýe nowo-

twr przerzutujcy dociera do tak wie-

lu miejsc w organizmie, ýe wyleczenie

wy¸cznie operacyjne staje si« niemoý-

liwe. Z tego powodu zdolnoæ do prze-

rzutowania i inwazji normalnych tka-

nek jest wyznacznikiem z¸oæliwoæci

nowotworu. W krajach o niskim po-

ziomie opieki zdrowotnej moýna spo-

tka ludzi z guzami wielkoæci pi¸ki; ko-

mrki tworzce te tzw. ¸agodne no-

wotwory rozrastaj si« nadmiernie,

GUZ PIERWOTNY

PRAWIDüOWE KOMîRKI NABüONKA

BüONA PODSTAWNA

INWAZYJNA KOMîRKA NOWOTWOROWA

NACZYNIA KRWIONOåNE

42 å WIAT N AUKI Listopad 1996

û ywy organizm jest spo¸ecznoæci

ni system adresowy Ð zapisany w po-

staci zbioru czsteczek i odczytywany

przez czsteczki obecne na innych ko-

mrkach Ð ktry okreæla, gdzie powin-

na si« znajdowa.

Wydawa¸o mi si« wwczas, ýe jeýeli

istnieje molekularny system adresowy,

to w komrce nowotworowej z nim w¸a-

ænie dzieje si« coæ z¸ego, skoro nie po-

zostaje ona w miejscu. Postanowi¸em to

zbada. Prace prowadzone w wielu la-

boratoriach wykaza¸y w koÄcu, ýe ta-

kie czsteczki ãkodujce miejscaÓ rze-

czywiæcie istniej i bior udzia¸ w

adhezji, czyli przyleganiu komrek do

ssiednich struktur.

W normalnych tkankach komrki

przylegaj zarwno do siebie, jak i do

nierozpuszczalnej siateczki bia¸kowej

wype¸niajcej przestrzeÄ mi«dzy nimi,

okreælanej mianem zr«bu pozakomrko-

wego. (Taki uk¸ad jest szczeglnie cha-

rakterystyczny dla nab¸onkw stanowi-

cych zewn«trzn warstw« komrkow

powierzchni skry, wyæci¸k« jelita, p¸uc

i pewnych innych narzdw, z ktrych

wywodzi si« wi«kszoæ nowotworw.)

Te dwa rodzaje adhezji odgrywaj od-

mienn, istotn rol« w procesie inwazji

tkanek i w przerzutowaniu.

Czsteczki odpowiedzialne za adhe-

zj« komrki do komrki pomagaj utrzy-

ma je w miejscu. W komrkach nowo-

tworowych albo ich brakuje, albo s

upoæledzone. I tak na przyk¸ad wiele ro-

dzajw nowotworw traci niektre albo

wszystkie czsteczki adhezyjne, nazywa-

ne E-kadherynami. Manipulujc nimi

w hodowanych in vitro komrkach no-

wotworowych, moýna zmienia stopieÄ

zdolnoæci tych komrek do naciekania

tkanek i tworzenia guzw nowotworo-

wych. Walter Birchmeier, pracujcy obec-

nie w Max Delbrck Center w Berlinie,

pierwszy wykaza¸, ýe zablokowanie funk-

cji E-kadheryny moýe zmieni niezdoln

do inwazyjnego wzrostu lini« komrko-

w w inwazyjn. Natomiast odblokowa-

nie E-kadheryny w komrkach nowo-

tworowych wykazujcych brak jej

ekspresji pozbawia komrki zdolnoæci

do wzrostu w postaci guza, kiedy za-

szczepi si« je myszom. Tak wi«c rozlu-

nienie adhezji mi«dzykomrkowej jest

prawdopodobnie istotnym, wczesnym

etapem inwazji nowotworu.

wierzchni komrki, zwane integrynami,

dzi«ki ktrym komrki wiý si« rw-

nieý z macierz pozakomrkow. Steven

Frisch z Burnham Institute w La Jolla

(Kalifornia) i Martin A. Schwartz ze

Scripps Research Institute takýe w La Jol-

la (Kalifornia) oraz Mina J. Bissell z Uni-

versity of California w Berkeley wyka-

zali, ýe tylko wizanie poprzez integryny

umoýliwia zakotwiczanie si« komrek.

W swoim laboratorium w Burnham

Institute we wsp¸pracy z Tony Hunte-

rem z Salk Institute for Biological Stu-

dies w San Diego (Kalifornia) wykaza-

¸em niedawno, ýe nie przylegajce ko-

mrki przestaj rosn, poniewaý jed-

no z bia¸ek jdrowych, znane jako kom-

pleks cykliny E z CDK2, regulujce

wzrost i podzia¸ komrek staje si« mniej

aktywne. Wydaje si«, ýe funkcj« tego

bia¸ka wy¸czaj czynniki hamujce

obecne w jdrze komrkowym.

Frisch, Schwartz i Bissell wykryli po-

nadto, ýe wiele komrek pozbawionych

zdolnoæci przylegania nie tylko przesta-

je proliferowa, ale pope¸nia samobj-

stwo. Ten rodzaj æmierci komrek, o kt-

rej decyduj one same, okreælono ter-

minem apoptozy.

Wykazaliæmy nast«pnie, ýe aby ko-

mrki mog¸y przeýy Ð macierz poza-

komrkowa, do ktrej przylegaj, musi

posiada w¸aæciwy kod lokalizacji, kt-

ry jest charakterystyczny dla danej tkan-

Potrzeba adhezji

Przyleganie do macierzy pozakomr-

kowej pozwala komrkom nie tylko ro-

sn, ale i si« namnaýa. Od dawna by-

¸o wiadomo, ýe komrki hodowane in

vitro nie mog proliferowa, jeýeli nie

przylegaj do jakiejæ powierzchni. Zja-

wisko to nazwano zaleýnoæci od zako-

twiczenia (anchorage dependence). Po-

ærednicz w tym czsteczki na po-

INWAZJA I PRZERZUTY to procesy szerzenia si« nowotworu w organizmie nieuchronnie

prowadzce do æmierci. Najpierw komrki nowotworowe uwalniaj si« z pierwotnego

ogniska (najcz«æciej jest to tkanka nab¸onkowa) i przechodz przez b¸on« podstawn

oddzielajc nowotwr od innych warstw tkanki. Niektre z komrek inwazyjnych

mog przechodzi przez zewn«trzn b¸on« podstawn naczyÄ krwionoænych, a takýe przez

warstw« komrek ærdb¸onkowych wyæcie¸ajcych ich æwiat¸o. W ten sposb dostaj si«

do krwiobiegu i krý z prdem krwi. Niekiedy komrki nowotworowe zagnieýdýa-

j si« w naczyniu w¸osowatym. Gdy przylgn do jego æciany i przez ni przejd, mog

tworzy wtrne przerzutowe ogniska wzrostu. Przypuszczalnie mniej niý jedna na 10 tys.

komrek nowotworowych, ktre uwolni¸y si« z pierwotnego ogniska nowotworowego,

przeýyje i zdo¸a skolonizowa inn tkank«.

WTîRNY WZROST NOWOTWOROWY

WYåCIEüAJCY åRîDBüONEK

BüONA PODSTAWNA

KOMîRKA NOWOTWOROWA

W KRWIOBIEGU

KOMîRKA

NOWOTWOROWA

PRZYLEGAJCA

DO åRîDBüONKA

å WIAT N AUKI Listopad 1996 43