Свойства опухолевых клеток

Свойства трансформированных меток можно изучать in vitro, что обусловлено их способностью легко переходить в культуру, сохраняя опухолевый фенотип. Благодаря широкому использованию различных клеточных линий оказалось возможным выяснить молекулярные механизмы канцерогенеза.

Изменения кариотипа и хромосомные аберрации.

Одно из наиболее характерных свойств трансформированных клеток — разнообразные изменения кариотипа (анэуплоидия, гиперплоидия), хромосомные аберрации (делеции, транслокации, амплификации) и мутации генов, а также присутствие экстрахромосомных элементов, вовсе не встречающихся в нормальных клетках. В опухолевом очаге, как правило, обнаруживаются клетки с существенно различающимся кариотипом, что отражает одно из самых характерных свойств опухолевой клетки — нестабильность ее генома.

При цитогенетическом анализе часто обнаруживается специфическая связь между изменением кариотипа и определенным типом опухоли: например, делеция длинного плеча 13-й хромосомы при ретинобластоме, появление так называемой «филадельфийской» хромосомы (перенос участка длинного плеча 9-й хромосомы на длинное плечо 22-й хромосомы) — при миелоидном лейкозе. Эти данные позволили предположить, что в этих участках (локусах) хромосом в норме имеются гены, тормозящие клеточное размножение, и их повреждение (или устранение) способствует развитию опухолевого процесса.

Признаки клеточной трансформации.

Трансформированные клетки, культивируемые in vitro, отличаются от нормальных клеток определенными свойствами.

1. Они способны расти в культуре при низкой концентрации сыворотки и в отсутствие ростовых факторов; их размножение ограничено, по-видимому, лишь питательными ресурсами среды.
2. Постоянно пребывают в цикле деления (не переходя в фазу покоя); остановка деления происходит только из-за отсутствия питательных веществ.
3. Могут расти в суспензии, не испытывая потребности в прикреплении к внеклеточному матриксу.
4. Способны неограниченно делиться вследствие отсутствия у них так называемого контактного торможения. что позволяет им образовывать при размножении многослойную культуру (нормальные клетки, соприкоснувшись своими поверхностями, прекращают делиться, в результате чего они образуют однослойную культуру).
5. У трансформированных клеток ослаблены адгезивные свойства — они утрачивают способность распластываться на подложке и прочно прикрепляться к твердому субстрату; они приобретают способность размножаться в полужидкой среде.
6. Главным отличительным признаком опухолевых клеток является их туморогенность — способность образовывать опухоли при имплантации экспериментальным животным.
7. Иммортализация опухолевых клеток. Нормальные клетки в культуре in vitro не могут существовать длительно, поскольку после определенного числа клеточных делений скорость роста постепенно замедляется, затем прекращается полностью и клетки в конце концов погибают (этот феномен называют барьером Хейфлика). Число делений клеток в культуре различно у разных видов и зависит от возраста животного, от которого эти клетки были исходно получены (чем моложе организм, тем больше возможно число пассажей). Следовательно, нормальной клетке присуще заданное программой число делений, после чего наступает ее гибель апоптоз.
   Трансформированные клетки в культуре могут делиться неограниченно долго, годами и десятилетиями, не проявляя признаков старения, т.е. у них имеются дефекты механизма апоптоза и поэтому они способны выживать в условиях, гибельных для нормальных клеток.
8. Важную сдерживающую роль по отношению к трансформированным клеткам могут играть их соседи. Роль межклеточной кооперации (и межклеточных контактов как механизма ее реализации) в функционировании нормальных клеток чрезвычайно велика. «Асоциальность» трансформированных клеток является, в частности, следствием ослабления их контактов с другими клетками. В клеточных ассоциациях существует баланс механизмов, стимулирующих и тормозящих деление, благодаря которому поддерживается тканевый гомеостаз. Эти межклеточные взаимодействия какое-то время сдерживают первично трансформированные клетки. Однако по достижении последними некой критической массы они способны «ускользнуть» из-под тканевого контроля и дать начало опухоли.

Опухолевые клетки приобретают черты «асоциальности» вследствие ослабления их контакта с другими, окружающими клетками, которые оказывали бы при нормальных межклеточных контактах действие, проявляющееся в нормализации опухолевого фенотипа.