Според общото разбиране ракът започва с мутация в ДНК на нормална клетка. Тази мутация позволява на клетката да се размножава неконтролируемо, заобикаляйки обичайните защити на организма. В крайна сметка се образува тумор и откъснати клетки от него се разпространяват в други части на тялото.

Но през последните няколко години учените откриха нещо изненадващо – така наречените мутации, предизвикващи рак, са често срещани и в здравата тъкан. Такива мутации се появяват в около една четвърт от здравите кожни клетки. Когато човек е на средна възраст, повече от половината от повърхността на хранопровода и почти 10% от лигавицата на стомаха са покрити с клетки с мутации, предизвикващи рак. Тези популации се наблюдават и в много други тъкани, включително дебелото черво, белите дробове и яйчниците, пише Economist. 

Защо тези клетки, които са предразположени да станат ракови, не се превръщат в тумори, е загадка, която учените сега започват да разплита. Изглежда, че превръщането на клетките с дефектна ДНК в ракови заболявания може да бъде предотвратено чрез активност на здравите клетки около тях, съдържащи благоприятни мутации в ДНК. Насърчаването на растежа на тези здрави клетки може да се превърне в ефективна стратегия за спиране на рака.

В органи като кожата, хранопровода и стомаха, клетките постоянно се обновяват. Най-добре приспособените към средата си клетки „избутват“ по-слабите, които се отделят от тъканта. Това е като естествен подбор на клетъчно ниво. Интересното е, че дори раковите клетки могат да бъдат изтласкани. При опити с мишки е показано, че някои клетки с определени мутации могат да „надделеят“ над други, които носят по-опасни мутации, свързани с рак. Здравите клетки също могат да изтласкват малки тумори, особено ако те са още в начален стадий (под 100 клетки).

Тази вътрешна борба за ресурси може да продължи с години. Макар че мутациите, които водят до рак, често се появяват рано в живота, изследвания на кръв от възрастни хора показват, че броят им се променя с времето – понякога се увеличава, понякога намалява. Учените смятат, че стимулирането на клетките с „добри“ мутации може да се превърне в нов начин за предотвратяване на рака.

Novartis залага на пробив при лечението на рак на гърдата на фона на ръст в продажбите

Клетъчна война

Една от най-често срещаните мутации, свързани с развитието на рак, засяга гена pik3ca. Той играе ключова роля в регулирането на растежа и оцеляването на клетките. Когато този ген мутира, може да се стигне до неконтролирано разрастване на тъканите – процес, стоящ в основата на много злокачествени заболявания.

Фил Джоунс – изследовател от института Wellcome Sanger във Великобритания, изучава именно този ген. Неговият екип установява, че клетките с мутации в pik3ca претърпяват промени в обмяната на веществата, които им дават предимство пред здравите клетки и им позволяват да се разпространяват по-успешно.

В експерименти с мишки, публикувани през август 2024 г. в списание Nature Genetics, учените откриват, че широко използваното лекарство срещу диабет – метформин, предизвиква подобни метаболитни промени в здравите клетки на хранопровода. Това им позволява да се конкурират по-ефективно с мутиралите клетки и да ограничават тяхното разрастване. Обратно, когато мишките консумират мазна храна, клетките с мутацията в pik3ca се развиват по-бързо. Подобна зависимост се наблюдава и при хора с наднормено тегло, което подсказва, че промени в храненето и метаболизма могат да играят роля в превенцията на рак на хранопровода.

Въпреки обещаващите резултати, изследователите са изправени пред сериозно предизвикателство – да съставят пълен списък на мутациите, които са вредни или полезни. Това не е лесна задача, тъй като човешкото тяло съдържа хиляди видове клетки, всяка със специфичен молекулен механизъм. Например, мутация в един ген може да намали риска от рак на хранопровода, но да няма никакъв ефект върху кожата, отбелязва Economist. 

Разплитането на тези сложни зависимости изисква мащабни лабораторни изследвания. Добрата новина е, че технологиите в тази област напредват бързо. Докато преди пет години учените трябваше да отглеждат мишки с изкуствено модифицирана ДНК – процес, отнемащ години, днес те използват инструмента за редактиране на гени CRISPR. С негова помощ могат да променят конкретни участъци от ДНК директно в клетките. Според д-р Джоунс, екипът му вече успява да анализира 15 000 гена за три месеца, като само 20–30 от тях се подлагат на по-задълбочено проучване.

Иновативно лечение на рак на кръвта в Обединеното кралство

Коренът на проблема

Новите научни открития хвърлят светлина върху един от най-сложните въпроси в онкологията: как една на пръв поглед безвредна клетка с дефектна ДНК се превръща в напълно развит тумор. Оказва се, че външните фактори играят ключова роля. Замърсяването на въздуха, химикали в питейната вода и съставки в козметиката са сред причинителите, които увреждат клетките и повишават риска от рак. Но едва наскоро учените започнаха да разбират как точно тези канцерогени действат.

Проучване от 2020 г. показва, че само малка част от изследваните химикали предизвикват директни мутации. Повечето от тях стимулират растежа на тумори по други начини, като например чрез въздействие върху имунната система. Честото излагане на вредни вещества може да доведе до хронично възпаление – естествена реакция на организма, която при продължително действие започва да уврежда тъканите и да създава условия за развитие на рак. В този контекст туморите се разглеждат като „рани, които не зарастват“.

Изследване, публикувано през 2023 г. от екипа на Чарлз Суонтън от Института „Франсис Крик“ в Лондон, установява връзка между градското замърсяване и рака на белите дробове при непушачи. При мишки, изложени на мръсен въздух, се наблюдава възпаление, което активира клетки с мутации, водещи до образуване на тумори. Според учените, само три години живот в силно замърсена среда – например край натоварени пътища, може да е достатъчно за отключване на болестта.

Хроничното възпаление е свързано и с други рискови фактори като киселинен рефлукс, ултравиолетово лъчение и дълготрайни чревни инфекции. Това кара изследователите да преосмислят подхода към превенцията на рака. Вместо да се фокусират само върху мутациите, те обръщат внимание на имунната система и нейните възпалителни реакции.

В същото проучване е идентифициран протеин от имунната система – интерлевкин-1β, който играе ключова роля в процеса. При мишки, третирани с лекарства, блокиращи този протеин, се наблюдава значително намаляване на туморите, причинени от замърсяване.

Тези открития отварят врати към нов тип превантивни терапии, насочени към регулиране на имунната система. Те биха могли да бъдат особено полезни за хора с висок риск – носители на генетични мутации като BRCA, бивши пушачи или пациенти, преминали лечение за рак. Потенциални кандидати са и хора с предракови изменения, като полипи в дебелото черво или лезии в гърдите и белите дробове. С увеличаването на продължителността на живота и броя на диагностицираните случаи, нуждата от подобни терапии ще става все по-голяма.