К сожалению, с возрастом количество и качество стволовых клеток по каким-то не всегда очевидным для ученых причинам все-таки снижается. Вероятно, это является одной из причин общего старения организма и замедления процессов восстановления в нем. Если бы нам удалось научиться поддерживать популяцию стволовых клеток в организме на юношеском уровне, то это, вероятно, позволило бы продлить срок человеческой жизни и сделало ее гораздо более производительной и здоровой. Учиться бессмертию нам нужно не у раковых опухолей, а у собственного тела.
Стволовые клетки, судя по некоторым данным, способны обновлять в том числе и нервную ткань, так что в случае их успешного «приручения» речь шла бы о сохранении не только физических, но и интеллектуальных способностей, у многих людей с возрастом ослабевающих. Применяют стволовые клетки и для лечения онкологических заболеваний. Кроме обычных «солидных» опухолей, которым в основном уделено внимание в этой книге, существуют «текучие» злокачественные заболевания органов кроветворения, в просторечии называемые «рак крови», или лейкоз. Единственным средством лечения многих лейкозов долгое время оставалось полное уничтожение собственной кроветворной системы (костного мозга) пациента и пересадка ему костного мозга от донора. Но это очень сложная и дорогостоящая операция, успех которой во многом зависит от степени генетического совпадения между донором и пациентом. В последние десятилетия у нее появилась альтернатива. В некоторых случаях трансплантацию чужого костного мозга удается заменить «подсадкой» кроветворных стволовых клеток, способных заново воссоздать нормальную кроветворную ткань.
Поиск средств продления человеческой жизни идет в разных направлениях, и пока еще трудно сказать, какая именно идея «выстрелит», но подход, использующий естественную способность нашего тела к самообновлению (через возобновление популяции стволовых клеток), выглядит на сегодняшний день одним из самых многообещающих.
Главным препятствием на пути широкого внедрения клеточных технологий в медицине остается сложность получения человеческих стволовых клеток. Несколько последних десятилетий ученые пытаются научиться «перепрограммировать» зрелые человеческие клетки назад в стволовые. В конце концов, геном у них один и тот же, а «эпигеном» — как мы уже поняли — дело наживное. Несколько лет назад исследователям удалось-таки «закатить шарик обратно в горку» — подобрать условия (набор транскрипционных факторов), активация которых перепрограммирует зрелые клетки в стволовые. В 2008-м журнал Science признал получение таких индуцированных стволовых клеток одним из важнейших открытий года, а уже в 2012-м за это открытие была присуждена Нобелевская премия, которую разделили между собой британец Джон Гердон и японец Синъя Яманака. Такой краткий промежуток, отделяющий открытие от награждения, — редкий случай в истории Нобелевки. Сейчас научные группы по всему миру трудятся над тем, чтобы разработать более эффективные и безопасные способы получения стволовых клеток из зрелых, но эта лабораторная методика еще далека от того, чтобы стать полноценной биотехнологией. Главная проблема заключается в том, что «перепрограммированные» в лабораторных условиях стволовые клетки пока демонстрируют слишком высокую канцерогенность, чтобы их можно было рекомендовать для клинического использования. Но предположим, что это устранимая, преодолимая сложность. Гораздо хуже то, что изрядный потенциал к образованию злокачественных опухолей присущ, по-видимому, и обычным, «естественным» стволовым клеткам. Именно стволовые клетки мозга дают начало глиобластомам и другим опухолям нервной системы, а эмбриональные стволовые клетки, случайно «заблудившиеся» во взрослом организме, могут вызвать образование тератокарцином. Нам еще только предстоит понять, каким образом организм удерживает эти «вечно юные» клетки в узде, не позволяя реализоваться их раковому потенциалу. Здесь, как и в случае с делением, мы видим, что естественные процессы роста и обновления в теле человека оказываются неразрывно связанными с риском злокачественного перерождения, подобно тому как на психологическом и нравственном уровне свободная воля человека может повернуть его как к добру, так и ко злу.
Все вышесказанное относится к нормальным стволовым клеткам в здоровом организме. Однако исследования последних десятилетий заставляют предположить, что в раковых опухолях имеются собственные стволовые клетки, обладающие более высоким потенциалом злокачественности и способностью к делению, чем другие клетки опухоли. Ученые, работающие в этом направлении, полагают, что рецидивы онкологических заболеваний после, казалось бы, успешного излечения, могут быть связаны с тем, что лекарства, которые мы используем, более эффективны против «обычных» раковых клеток, но недостаточно эффективны против стволовых. А между тем буквально пара уцелевших клеток этого типа способна дать начало новой опухоли. В настоящее время исследователи активно проверяют эту гипотезу и пытаются разработать новые подходы к лечению злокачественных новообразований, прицельно направленные на уничтожение именно стволовых раковых клеток.
Подводя итог
В этой главе мы узнали, что причиной разрастания злокачественных опухолей служит не только ускорение клеточного цикла, но и нарушение процесса регуляции запрограммированной клеточной гибели — апоптоза, благодаря которому клетки, имеющие значительные нарушения в геноме, продолжают делиться, вместо того чтобы погибнуть. Одна из самых частых причин нарушения апоптоза в раке — мутация белка р53. Другим механизмом, поддерживающим «вечную жизнь» раковых клеточных линий, является постоянное обновление концов хромосом — теломер. За это обновление ответственен специальный фермент теломераза, который в норме должен быть активен лишь в эмбриональных тканях и стволовых клетках. Злокачественные опухоли вообще по многим параметрам напоминают ткани зародыша, и, кроме теломеразы, в них активирован синтез целого ряда зародышевых онкофетальных белков, которые в медицине используются в качестве белков-онкомаркеров для диагностики заболевания. Однако есть критическое различие между тканями эмбриона и злокачественной опухолью. Бессмертие раковой ткани достигается за счет отказа от специализации, а значит, отказа от развития, и ключом к бессмертию человеческого тела, вероятно, станут технологии, использующие естественные способности организма к самообновлению. Например, стволовые клетки. Теперь самое время задаться вопросом, каким образом «оплачиваются» все эти дорогостоящие превращения раковой клетки, ведь ускоренное деление и рост — очень энергозатратный процесс. Об особенностях биохимического обмена злокачественных опухолей и перспективах лечения рака всякого рода диетами и «добавками» мы поговорим в следующей главе.
• «Смерть клеток и жизнь после мегагранта: интервью Бориса Животовского» — рассказ о различных путях клеточной гибели от российского специалиста по апоптозу на сайте «Индикатор»:
https://indicator.ru/article/2017/11/22/intervyu-zhivotovskij/
• «Программируемая гибель клеток — медицине» — статья Бориса Животовского, опубликованная в журнале «Химия и жизнь», 2014, № 5, на сайте «Элементы»:
http://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/432413
• Обзорная статья о клетках HeLa (на английском): Masters J. HeLa cells 50 years on: the good, the bad and the ugly // Nature Reviews Cancer, 2002, 2 (4), 315–319.
• «Пути гибели и обновления» — статья Е. Клещенко о другом механизме программируемой клеточной гибели — аутофагии, размещенная на сайте журнала «Химия и жизнь»:
http://www.hij.ru/read/articles/all/6251/
• «Старение — плата за подавление раковых опухолей?» — статья Натальи Малыгиной на сайте «Биомолекула» о взаимосвязи старения и молекулярных механизмов подавления роста опухолей:
https://biomolecula.ru/articles/starenie-plata-za-podavlenie-rakovykh-opukholei
• «Почему слоны не болеют раком» — статья Кирилла Стасевича на сайте «Наука и жизнь» о значении гена р53 для выживания самых крупных наземных млекопитающих:
https://www.nkj.ru/news/27162/
• «Стволовым клеткам нужны правильные теломеры» — статья Кирилла Стасевича на сайте «Наука и жизнь» о теломеразе в стволовых клетках:
https://www.nkj.ru/news/30165/
• «Ствол и ветки: стволовые клетки» — большой и подробный обзор Сергея Глаголева, размещенный на сайте «Биомолекула», посвящен стволовым клеткам и их использованию в медицине:
https://biomolecula.ru/articles/stvol-i-vetki-stvolovye-kletki
Глава 5. Вопросы метаболизма и мифы о всемогуществе «правильного питания»
Коррекция питания — самый простой и очевидный способ воздействовать на свой организм, доступный обычному человеку. Не всякий решится что-нибудь себе отрезать, пришить или даже уколоть внутримышечно, а вот съесть что-нибудь «полезное» или прекратить есть что-нибудь «вредное» люди соглашаются довольно легко. Неудивительно, что большая часть «оптимистических» мифов о раке, обещающих быстрое и полное выздоровление, вращается вокруг идей «правильного», или «лечебного», питания.
В этой главе мы рассмотрим миф о раке как о болезни «сладкоежек» и поговорим о тонкостях кислотно-щелочного баланса, воздействовать на который пытаются сторонники лечения онкологических заболеваний при помощи соды. Для того чтобы отделить здравые идеи о диетах, предупреждающих развитие некоторых видов рака, от фантастических представлений о всесилии «правильного питания», нам придется затронуть вопросы метаболизма — динамического обмена веществ и энергии в живых системах.
Также некоторое (гастрономическое) внимание в этой главе будет уделено братьям нашим меньшим. Россию это поветрие зацепило, кажется, лишь слегка, а вот в США долгое время была популярна идея, будто акулы не болеют раком и поэтому акулий хрящ способен вылечить человека от опухоли. Откуда возник этот миф? Существуют ли на самом деле животные, не страдающие от злокачественных опухолей, и надо ли их есть?