Ионизирующее излучение в онкологии широко применяют в качестве одного из эффективных терапевтических средств. Разработаны различные схемы лучевого лечения онкологических заболеваний. Однако, как показали многочисленные клинические данные, даже после облучения в больших суммарных дозах, которые приводят к массовой гибели опухолевых клеток, в ряде случаев опухоль сохраняет способность возобновлять свой рост. И тогда спустя некоторое время на месте, где опухоль исчезла, казалось бы, полностью, возникает новая. Причем клетки, образующие новый опухолевый узел, уже намного устойчивее к повторному облучению. Чем больше врачи стараются уничтожить популяцию опухолевых клеток, тем с большими трудностями они сталкиваются. Опухоль защищается!
При этом эффективность ее защиты пока намного превышает возможность нашего воздействия на нее. Например, показано, что опухолевые клетки могут выжить и даже размножаться после облучения дозой 200 Грей. (Для сравнения: при радикальном курсе лучевой терапии больной с трудом выдерживает суммарную дозу в 60—70 Грей.) По законам радиационной физики после облучения в таких дозах живых клеток просто не может быть. Все клетки, даже самые устойчивые, в этих условиях гибнут.
За счет чего, за счет каких клеток все-таки происходит возобновление опухолевого роста и возникновение рецидива? Экспериментальные факты, а также огромный клинический опыт заставили предположить группу ученых из Онкологического научного центра под руководством профессора, доктора биологических наук Галины Календ о, что в арсенале защитных средств опухоли имеется еще один, ранее неизвестный, но очень эффективный механизм, который включается лишь при значительных лучевых нагрузках.
Что же это за механизм? Еще в начале века и в последующие годы при анализе облученных опухолевых клеток, а также почти во всех препаратах облученных опухолей были выявлены гигантские клетки, размеры которых в некоторых случаях превышали размеры нормальных необлученных клеток в десятки раз. На фоне разрушения опухолевой ткани были заметны бесформенные гигантские клетки либо группы клеток, частично слившиеся в общую массу с несколькими ядрами. Эти структуры возникают в результате вызванного облучением слияния нескольких клеток и нарушения у них нормального процесса деления. Большинство исследователей считает, что подобные структуры есть не что иное, как одна из форм гибели клеток. Более того, подобные изменения в опухолевой ткани при действии ионизирующей радиации используют в качестве показателя эффективности лечения: чем больше гигантских многоядерных клеток в облученной опухолевой ткани, тем эффективнее прошло лечение. Однако анализ литературы показал, что гигантские клетки и процесс слияния клеток широко распространены в природе в нормальных условиях и при повреждающих воздействиях он лишь усиливается.
Эти факты привели ученых к неожиданному предположению: а вдруг такие изменения в облученных тканях отражают совсем другой, противоположный процесс? Может быть, это не гибель, а системная защитная реакция? В условиях, когда перспектива выживания для отдельных клеток маловероятна, можно ожидать включения другого механизма защиты, функционирующего не в отдельной клетке, а на уровне многоклеточной популяции. Механизма, который срабатывает, подобно тому, как это сказано в знаменитой песне Б. Окуджавы: «Возьмемся за руки, друзья, чтоб не пропасть поодиночке».
Специальные эксперименты, проведенные Галиной Календо и ее сотрудниками, подтвердили эту гипотезу. Оказалось, что радиация не просто способна вызывать слияние клеток (это было известно и ранее), но в результате такого слияния в некоторых случаях образуются гибридные клетки. Такие клетки оказывались жизнеспособными и могли размножаться. Результаты, полученные в этих экспериментах, имели принципиальное значение, поскольку доказали существование механизма, за счет которого в гибнущей облученной популяции раковых клеток возникают новые клетки, способные давать потомство.
Но что это за клетки-потомки? Какими свойствами они обладают?
В экспериментах, которые велись на протяжении двух лет кандидатом биологических наук Екатериной Тыренной и дипломницей МИФИ Светланой Сланиной, было обнаружено, что те самые бесформенные гигантские клетки оказались центрами, вокруг которых после облучения возникали группы молодых раковых клеток, которые, постепенно размножаясь, заполняли все пространство. Так были получены потомки облученных в больших дозах клеток. Изучая их свойства, ученые выявили неожиданные вещи. Клетки-потомки по многим своим характеристикам оказались совершенно не похожими на своих родителей! Они приобрели способность в несколько раз быстрее размножаться, эффективнее восстанавливаться после губительной радиации. Но самое важное: эти клетки-потомки оказались во много раз устойчивее к таким огромным дозам радиации, которые для их «родителей» оказывались смертельными. И эти приобретенные свойства проявлялись из опыта в опыт, из поколения к поколению, что говорит о генетической природе подобных изменений.
Известно, что живая природа в своих поисках средств защиты бесконечно изобретательна. Ее главная цель — выжить любой ценой! В этой статье описан еще один удивительный способ выживания клеток в, казалось бы, безнадежной ситуации. И теперь становится более понятным, почему, несмотря на интенсивное лечение, порой возникают рецидивы, трудно поддающиеся лечению. Ведь их источником являются те самые быстро делящиеся, устойчивые к радиации клетки-потомки. А ведь только поняв тактику поведения «врага-опухоли», можно успешно с ним бороться. Поэтому изучение механизмов выживания раковых клеток после интенсивной терапии просто необходимо для эффективной борьбы с этим грозным заболеванием.
И. Никитин