Apoptoza komórek – jaki ma związek z powstawaniem nowotworów?

W każdej minucie życia w naszym ciele dochodzi do procesu śmierci i odbudowy milionów zużytych komórek. Proces ten nie mógłby zachodzić bez zaburzania równowagi, gdyby organizm człowieka nie posiadał odpowiednio wykształconych procesów usuwania niepotrzebnych komórek bez wyrządzania szkód dookoła. Jednym z tych procesów jest apoptoza, która może nas chronić przed powstawaniem nowotworów.

Czym jest apoptoza?

Apoptoza, proces nazywany także fizjologiczną, programowaną lub altruistyczną śmiercią komórki, to zjawisko obumierania komórki bez wywoływania reakcji zapalnej. Zapewnia on stałą równowagę między ilością nowo powstających komórek i tych, które giną. Od tempa z jakim zachodzi apoptoza zależy, ile zajmie wymiana komórek organizmu człowieka po okresie rozwoju.

Ocenia się, że w ciele człowieka co kilka lat zdecydowana większość komórek ulega zastąpieniu przez nowe. Jeden z przykładów pomoże Ci wyobrazić sobie skalę, w jakiej zachodzi ten proces. Komórka nabłonkowa jelit żyje około 3 dni, a w ciągu 2 miesięcy powstaje i ginie ich tyle, ile wynosi liczba komórek całego organizmu.

To właśnie intensywność procesów apoptozy komórki jest jednym z czynników, które powodują, że konsekwencje zaburzenia tego procesu mogą być bardzo poważne. Zarówno nadmierna indukcja apoptozy, jak i zahamowanie tego procesu stanowią często przyczyną chorób. Nadmierna apoptoza może prowadzić do schorzeń takich jak np. choroba Alzheimera i Parkinsona, z kolei jej brak w określonych komórkach jest jedną z przyczyn rozwoju nowotworów.

Zobacz także: Homeostaza – czym jest i na co wpływa?

Apoptoza a rak

Tak jak wspomnieliśmy wcześniej, jeśli apoptoza nie zajdzie w komórkach, w których powinno do niej dość, jej brak może doprowadzić do powstawania nowotworów. Jak to działa? Wyobraź sobie, że w jednej z komórek organizmu dochodzi do defektu (mutacji). W normalnych warunkach, komórka ta po prostu uległaby apoptozie i została zastąpiona nową, funkcjonującą prawidłowo. Jeśli z jakichś przyczyn jej programowana śmierć jednak nie może zajść (w związku z zaburzeniami apoptozy), będzie się dalej dzielić, tworząc nowe komórki z defektem i przekazywać wadę ich następnemu pokoleniu.

W ten sposób w organizmie powstają kolejne i kolejne „partie” komórek z defektem, których organizm nie może się pozbyć z wykorzystaniem procesu apoptozy (komórki potomne, tak jak pierwsza komórka z wadą, odziedziczą odporność na procesy programowanej śmierci). To zjawisko może leżeć u podstawy rozwoju tkanki nowotworowej, która w późniejszym czasie przekształci się w raka. Trzeba jednak pamiętać, że to tylko jeden ze scenariuszy i sam brak apoptozy nie zawsze skutkuje powstawaniem złośliwego nowotworu. Wpływ na rozwój raka ma wiele czynników, a zaburzenia w procesie apoptozy („nieśmiertelność”) jest tylko jedną z sześciu cech charakterystycznych komórki nowotworowej.

Nieprawidłowości związane z apoptozą mogą zachodzić na różnych etapach złożonego procesu programowanej śmierci komórki. W komórkach nowotworowych obserwowane są zaburzenia, które klasyfikuje się jako wywołane czynnikami należącymi do jednej z poniższych 3 grup:

• niezachowanie równowagi między białkami stymulującymi apoptozę i hamującymi ten proces (inhibitorami),
• redukcja funkcji enzymu kaspazy, który pełni istotną rolę w inicjowaniu i przeprowadzaniu apoptozy,
• upośledzony proces sygnałowy receptora śmierci komórki.

Zaburzenia te mogą wywołać efekty takie jak transformacja komórek w nowotworowe, przerzuty czy oporność nowotworów na leczenie onkologiczne.

Apoptoza a leczenie nowotworów

Choć problemy z apoptozą są jednym ze źródeł problemu tworzenia się tkanki nowotworowej, dzięki rozwiązaniom opracowywanym przez onkologów mogą stanowić także część ich rozwiązania. W badanych obecnie metodach terapii nowotworów wykorzystuje się wiedzę o przyczynach zaburzeń apoptozy, by opracować sposób leczenia, który może wywoływać programowaną śmierć komórki zmienionej nowotworowo. Pozytywne rezultaty indukcji apoptozy w komórkach nowotworowych pozwalają mieć nadzieję, że opracowane zostaną nowe możliwości skutecznej terapii onkologicznej, które będzie można zastosować u pacjentów na szerszą skalę.

Źródła:

1. Maśliński S., Ryżewski J. (red.) (2012) Podręcznik dla studentów medycyny. Tom 1, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa.
2. Badowska – Kozakiewicz A. (red.) (2013) Patofizjologia człowieka, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa.
3. Wong R. (2011) Apoptosis in cancer: from pathogenesis to treatment, Journal of Experimental & Clinical Research, 30(1): 87.
4. Li J.,Liu J. Wang R. (2020) Trifluridine selectively inhibits cell growth and induces cell apoptosis of triple-negative breast cancer, American Journal of Cancer Research, 10(2): 507-522.