Cancer cell biology

Abstract

The issues of the biology of a cancer cell were touched upon to one degree or another in almost each of the reports of the theoretical sections of the congress.

Full Text

Вопросы биологии раковой клетки затрагивались в той или иной степени почти в каждом из докладов теоретических секций конгресса. На трех специальных секционных заседаниях было заслушано 42 доклада и, кроме того, была проведена дискуссия на эту, тему под руководством известного цитолога Касперсона (Швеция). Основной задачей большинства изложенных работ были поиски специфичности раковых клеток, отличия их от нормальных аналогов как в области морфологии, так и в физиологии. Разнообразны методы исследования: широко представлены цитохимическое направление, ауторадиография, культура тканей вне организма, электронная и флюоресцентная микроскопия, использовались также методы электрофизиологии. Все доклады, были прекрасно оснащены демонстративным материалом.

В настоящее время и у нас, и за границей от целого ряда опухолей получены клеточные штаммы, которые способны развиваться в культуре вне организма. Они используются для экспериментальных исследований и для диагностики. Таким образом, например, изучались полипы толстой и прямой кишок, и было показано отличие характера их роста от рака кишки, а также многие другие опухоли (лаборатория Тимофеевского, СССР; Купер и Гольдринг, США). При культивировании непигментной меланомы (Пономарева и Балашова, СССР) удалось добиться дифференцировки клеток и образования меланина. Фьелде (Швеция) в течение 10 лет культивировал три штамма человеческих опухолей, поддерживая культуру в «дремлющем» состоянии или вызывая интенсивный рост. Показана возможность изменения нормальных эмбриональных клеток человеческого плода в сторону злокачественных при длительном культивировании (Пан Ен-чен, Хо-Шен и др., КНР). Вассерман (Румыния) нашел морфологические признаки злокачественности в экспериментальных аутотрансплантатах. Люстиг и Де-Маррей (Аргентина) показали, что при совместном культивировании опухоли мыши и бластодермы куриного эмбриона с первичным организатором последний препятствовал инфильтрации бластодермы опухолевыми клетками и вызывал изменение опухолевой ткани — дифференцировку ее с образованием железистых структур.

Ряд работ был посвящен изучению кариотипа опухолей. Погосянц и сотрудники (СССР) показали, что различным штаммам опухолей можно дать свою хромосомную характеристику. Отклонения от нормального кариотипа заключаются как в изменении плоидности, так и появлении необычных хромосом. На дискуссии специальный доклад Леван (Швеция) был посвящен значению хромосомной изменчивости раковых клеток. В нормальных клетках изменчивость хромосомного комплекса не вызывает необратимых изменений, так как жизнеспособность таких клеток снижается. У раковых клеток хромосомные отклонения ведут к новым клеточным . линиям — при раке селективно развивается цитогенетически гетерогенная популяция клеток. В то же время указано, что на ранних стадиях развития, например вирусных опухолей, существенные изменения хромосомного набора не обязательны для малигнизации.

Представил большой интерес материал, доложенный Касперсоном и соавторами (Швеция, США), полученный на культурах клеточных популяций нормальных и опухолевых клеток. Благодаря применению биофизической техники производился быстрый и детальный цитохимический анализ крупных клеточных популяций. Оказалось, что популяции опухолевых клеток характеризуются изменчивостью в отношении содержания в клетках РНК, белка и ДНК, а также РНК и белка в ядрышках. Помимо этих истинных различий, отдельные клетки показали особенности и в своем поведении — при воздействии на популяцию ряда ингибиторов роста у клеток по-разному менялась способность к синтезу ДНК, к синтезу РНК и другие параметры. Изменчивость химических параметров обнаруживалась часто уже на самых ранних стадиях образования опухоли, и эту особенность можно использовать для диагностики. Кас- персон считает, что основное значение в процессе малигнизации принадлежит рибосомальной РНК, которая определяет специфику синтеза белка. Нарушенный синтез цитоплазматических белков—в этом главное отличие раковых клеток. Интересно сопоставить этот взгляд с выводом проф. Хэддоу (Англия), сделанным им на лекции о канцерогенезе, о том, что канцерогены действуют в первую очередь на связь между нуклеиновой кислотой и белком.

Данные электронно-микроскопического исследования (Поттер — США, Ченцов — СССР и др.) показали ряд тончайших деталей строения раковых клеток. Обнаружены в большом количестве рибосомы, измененные митохондрии. Однако на вопрос, насколько специфичны эти структуры для опухолевой клетки, Поттер ответил, что полностью провести сравнение между опухолевыми, эмбриональными и нормальными клетками нельзя, так как их мы плохо знаем. Ченцов наблюдал субмикроскопически сходство фиброаденомы с тканью молочной железы и атипизм карциномы.

Доклады о работах с использованием флюоресцентной микроскопии и цитохимии для диагностики и выяснения специфичных черт опухолевых клеток сделали Мейсель с сотрудниками (СССР), Фон-Берталланфи (Канада), Розанова, Брумберг и др. (СССР). Удалось выявить ряд особенностей в структуре и функции клеток. Характерен сдвиг в электрическом заряде клеточных мембран, в фосфорном, особенно нуклеиновом, и углеводно-липидном обмене опухолевых клеток. Структурные изменения в нуклеопротеидах сопровождаются изменением в интенсивности и спектрах флюоресценции. Диагностическая сторона метода основана на ярком свечении цитоплазмы раковых клеток после окраски акридиновым оранжевым ярко-красным цветом, что связано с присутствием большого количества РНК в цитоплазме. Этот метод входит в практику онкологии у нас и за рубежом и соперничает по своей простоте с общепринятыми ранее (окраска по Папаниколау). Причина сильной флюоресценции цитоплазмы раковых клеток, возможно, лежит в изменении интенсивности белкового синтеза,' появлении специфических белков.

Очень важно для познания биологии раковой клетки исследование цитологии и биохимии митоза. На конгрессе заслушан доклад Руш с соавторами (США), изучавших этот вопрос на плазмодии миксомицетов, обладающем синхронными делениями. Исследовалось изменение в содержании нуклеиновых кислот на протяжении митоза и в интерфазе. Существенным моментом митоза являются удвоение, редупликация хромосом, удвоение количества ДНК — основного генетического материала клетки. Последнее, оказывается, происходит еще в интерфазе и заканчивается за несколько часов до очередного митоза; РНК синтезируется в клетках непрерывно. Таким образом, синтез ДНК является одним из пусковых механизмов митоза. Шапот (СССР) в лекции о биохимии рака привел данные о том, что наиболее чувствительным к облучению является период, предшествующий синтезу ДНК, когда синтезируются ферменты, ответственные за синтез ДНК. Особенностью опухолевых клеток является большая устойчивость этого периода — даже большие дозы облучения, примененные в это время, не задерживают митоз, в отличие от реакции нормальных клеток.

Интересно еще упомянуть о микроэлектрофизиологических исследованиях опухолевой ткани (Латманизова и др., СССР). Раковые клетки имеют более низкие величины клеточных потенциалов. Отличается их реактивность. Основная форма реакции— также двухфазный характер изменения поляризационных свойств, но у раковой клетки имеется тенденция реагировать на внешние воздействия лишь первой фа зой сдвигов — стойкой гиперполяризацией. Эта особенность реакции наряду с высокой и срочной обратимостью наблюдаемых сдвигов указывает на меньшую реактивность и одновременно на большую адаптационную способность малигнизированной клетки. Авторы ставят вопрос о подчинении физиологических основ злокачественного опухолевого роста закономерностям парабиотического процесса.