Главная » Статьи » Литература по Фукоидану »

Апоптоз в регуляции клеточного равновесия и формировании опухолевого роста

Апоптоз в регуляции клеточного равновесия и формировании опухолевого роста

Е.Б. Владимирская

НИИ детской гематологии Министерства здравоохранения РФ, Москва

Ключевые слова: кроветворение, лейкозы, опухоли, апоптоз, химиотерапия  

Apoptosis in regulation of cellular balance and formation of tumour growth 

E.B.Vladimirskaya  

Research Institute of Paediatric Haematology, Ministry of Public Health of the Russian Federation, Moscow

Key words: haemopoiesis, leukaemias, tumours, apoptosis, chemotherapy


 

Для корреспонденции: Владимирская Елена Борисовна, доктор медицинских наук, профессор, руководитель отдела молекулярной гематологии НИИ детской гематологии
Адрес: 117513, Москва, Ленинский проспект, 117
Телефон: (095) 935-2577
E-mail: regblood@mail.ru

Статья поступила 01.11.2002 г., принята к печати 12.01.2003 г.


 

Клеточная продукция нормального кроветворения велика. Многочисленные расчеты показывают, что у мужчины с массой тела 70 кг в сутки образуется 1 × 1011 лейкоцитов и 2 × 1011 эритроцитов, что составляет клеточную массу соответственно 100 и 200 г (в сумме 300 г). Таким образом, в организме взрослого мужчины в месяц образуется 9 кг клеток крови, в год – около 100 кг, а за 70 лет жизни – порядка 7 т клеток. Клеточное равновесие в столь продуктивной клеточной системе, каковой является нормальное кроветворение, поддерживается основным законом клеточной кинетики: в единицу времени рождается и умирает одно и то же количество клеток.

Закономерности рождения клеток крови, т.е. клеточной пролиферации, ее механизмы на клеточном, биохимическом, молекулярно-генетическом уровнях, регуляция этих процессов хорошо изучены и нашли свое окончательное концептуальное оформление в молекулярно-биологических исследованиях последних 15 лет. Однако в последнее десятилетие биологам стало ясно, что механизм и регуляция клеточной смерти – процессы столь же сложные, но значительно менее изученные. Оказалось, что все клетки многоклеточного организма и некоторые одноклеточные несут в себе генетически детерминированную программу самоубийства. При активации ее наступает клеточная смерть характерной формы, называемая апоптозом. Термин «апоптоз» для обозначения «запрограммированной клеточной смерти» предложил J.F.Kerr в 1972 г. (от греч. apo – полное, ptosis – падение, утрата), заимствовав его у Гиппократа, назвавшего так «осенний листопад».

Апоптоз может быть включен множеством внутренних и внешних сигналов и направлен на освобождение от старых или наработанных в избытке клеток, а также от клеток с нарушениями дифференцировки и повреждением генетического вещества, в том числе и при вирусном заражении. Морфологические признаки апоптоза хорошо известны, являются следствием контролируемого самопериваривания, представлены сморщиванием клетки, конденсацией и фрагментацией ядра, разрушением цитоскелета и буллезным выпячиванием клеточной мембраны (рис. 1). Особенностью апоптоза является то, что умирающая клетка сохраняет целостность своей мембраны до полного завершения процесса и только тогда разрушение ее оболочки является сигналом для расположенных вблизи фагоцитов к поглощению оставшихся фрагментов и завершению процесса клеточной деградации. Апоптотические клетки, не подвергшиеся немедленному фагоцитозу, превращаются в мелкие, связанные с мембраной фрагменты, называемые апоптотическими телами. Важной чертой апоптоза является то, что удаление умирающих клеток происходит без развития воспаления. В отличие от апоптоза, некроз представляет собой патологическую форму смерти клеток в результате их острого повреждения, разрыва оболочки, высвобождения содержимого цитоплазмы и индукции воспалительного процесса. Основные различия между процессами апоптоза и некроза суммированы в табл. 1.

Количество работ, посвященных апоптозу, растет в последние годы с лавинообразной быстротой, исчисляется тысячами, что свидетельствует о фундаментальном биологическом значении этого процесса. Попробуем суммировать основные сведения о механизмах апоптоза.

Механизмы апоптотической смерти клеток

Пути реализации программы апоптоза разнообразны, зависят как от индивидуальных особенностей клеток, так и от характера и степени выраженности внешних и внутренних воздействий, вызывающих ее включение.

рис.1 Морфология апоптоза при электронной микроскопииМногое в механизмах осуществления апоптоза остается неясным, сигнальные пути передачи апоптотического сигнала переплетаются с сигнальными путями других программ жизнедеятельности клеток, создавая сложную картину внутри- и межклеточных взаимодействий, лежащих в основе регуляции и саморегуляции клеточного роста и дифференцировки.

Однако некоторые механизмы апоптоза достаточно изучены, их обсуждение существенно для понимания многих вопросов регуляции кроветворения и иммуногенеза человека.

Процесс апоптоза может быть разделен на 2 фазы:

• формирование и проведение апоптотических сигналов – фаза принятия решения;

• «демонтаж» клеточных структур – эффекторная фаза.

Рассмотрение цепочки апоптотических событий удобнее начать с завершающей стадии апоптоза.таблица1 Основные различия между видами клеточной смерти

Основными фигурантами эффекторной фазы апоптоза являются цистеиновые протеазы (каспазы). Каспазы расщепляют белки, являющиеся мишенями для их действия, характерным для апоптоза образом – в местах расположения аспарагиновых оснований. К настоящему времени у человека идентифицировано 14 видов каспаз, которые по своим функциональным особенностям могут быть разделены на 3 группы:

• активаторы цитокинов (каспазы-1, 4, 5, 13);

• каспазы-индукторы активации эффекторных каспаз (каспазы-2, 8, 9, 10);

• эффекторные каспазы-исполнители апоптоза (каспазы-3, 6, 7).

Каспазы находятся в клетках в неактивном состоянии (прокаспазы). Активация каспаз происходит путем их протеолитического расщепления в местах расположения аспарагиновых оснований с последующей димеризацией образованных таким образом активных субъединиц.

Эффекторные каспазы, будучи активированными, начинают цепь протеолитических событий, целью которых является апоптотический «демонтаж» клетки.

К ингибиторам эффекторных каспаз относятся белки семьи IAP, подавляющие активность каспаз-3 и 9. Интересно, что один из этих белков – Survin – обнаружен в клетках большинства злокачественных опухолей. С ним связывают резистент- ность опухолевых клеток к химиотерапии.

Исходя из ведущей роли каспаз в осуществлении клеточной смерти этого типа, апоптоз, с биохимической точки зрения, можно рассматривать как клеточную смерть, индуцированную каспазами.

Справедливости ради следует отметить, что каспазы, являясь основными эффекторами апоптоза, все же до конца не монополизируют эту клеточную активность. В ряде клеточных систем апоптоз может происходить и при инактивации каспаз, за счет активности других эффекторов, таких как активированные кальцием протеазы (например, кальпейн при индуцированном апоптозе лейкемических клеток), сериновые и лизосомальные протеазы, эндонуклеазы. Однако значение этих эффекторов в реализации апоптоза невелико и носит чаще всего дополнительный, компенсаторный характер.

Основная задача системы, регулирующей апоптоз, – держать эффекторные каспазы, демонтирующие клетки, в неактивном состоянии, но быстро переводить их в активную форму в ответ на минимальное действие соответствующих индукторов.

Функцию активации эффекторных каспаз берут на себя каспазы-индукторы, основными представителями которых являются каспаза-8 и каспаза-9.

Эти каспазы при обычном состоянии клетки неактивны, существуют в форме прокаспаз. Отсюда действие разнообразных проапоптотических сигналов направлено на активацию каспазы-8 и каспазы-9. В соответствии с этим выделяют 2 типа ведущих сигнальных путей:

1) повреждение ДНК, радиация, действие токсических агентов, действие глюкокортикоидов, прекращение цитокиновой регуляции, укорочение до критического уровня теломеров – активация каспазы-9;

2) проапоптотические сигналы, возникающие при активации рецепторов «региона клеточной смерти» (например, FasR, TNFR) – активация каспазы-8.

Повреждение ДНК вызывает активацию гена р53. Дальнейшее прохождение апоптотического сигнала этого типа происходит через активацию проапоптотических генов семьи Bcl-2 (Bax и Bid). Белки этих генов вызывают пермеабилизацию мембраны митохондрий и выход в цитозоль цитохрома C, аденозинтрифосфорной кислоты (dATP), апоптозиндуцирующего фактора (Aif) и ДНКазы. Цитохром C вместе с dATP активирует находящийся в цитозоле белок Apaf-1, образуя апоптосому, в которой происходит активация каспазы-9. Последняя активирует каспазу-3 – основной «экзекьютор» каспазного каскада. Вслед за этим активируются другие каспазы, протеазы и ДНКазы, происходит апоптоз. Высвобожденные из митохондрий Aif и ДНКаза выполняют дополнительный внекаспазный путь апоптоза, реализуют свою активность непосредственно в ядре.рис.2 Основные пути апоптоза. Объяснение в тексте

Связывание рецепторов «региона клеточной смерти» с соответствующими лигандами приводит к активации каспазы-8, способной к независимой активации каспазы-3. На этом пути может происходить и дополнительное вовлечение генов семьи Bcl-2 путем активации каспазой-8 белков гена Bid.

Модель апоптоза

Многое в регуляции апоптоза и в путях его реализации остается неясным.

При наличии столь сложных и консервативных путей генетической регуляции апоптоза он может происходить в клетках, лишенных ядра, в условиях ареста белкового синтеза, а также и в изолированных ядрах, находящихся вне клеток. Клетки могут подвергаться апоптозу в любой стадии клеточного цикла, при этом чувствительность их к апоптотическим стимулам различна.

Эти данные заставляют предположить, что отдельные компартменты клетки автономны в отношении апоптоза, а эффекторы его конституционально экспрессированы в каждой клетке, при этом контроль за их активностью может осуществляться с помощью как внутри-, так и внеклеточных сигналов.

Все это привело к созданию модели апоптоза, по которой каждая клетка при своем рождении как бы запрограммирована на самоуничтожение, условием жизни ее является блокирование этой суицидальной программы, осуществляемое постоянно или с небольшими интервалами.

К наиболее серьезным физиологическим ингибиторам апоптоза относятся ростовые факторы, экстрацеллюлярный матрикс, CD40-лиганд, нейтральные аминокислоты, цинк, эстрогены, андрогены. Механизм их действия неясен, его возможными путями могут быть снижение концентрации эффекторов апоптоза или снижение их активности до безвредного уровня, активация антиапоптотических факторов (например, гена Bcl-2). С этих позиций становится понятным особое значение связей клеток с экстрацеллюлярным матриксом, столь важное для функционирования нормального кроветворения.

Дифференцировка в нормальном кроветворении является стохастическим процессом, т.е. стволовые кроветворные клетки и клетки-предшественники осуществляют заложенную в их геном дифференцировочную программу автоматически при единственном условии – выживании, для чего необходимо воздействие на них антиапоптотических факторов. Самыми мощными антиапоптотическими стимулами для нормального кроветворения являются ростовые факторы. Ростовые факторы, наиболее активно участвующие в апоптозе клеток крови, их основные мишени и характер воздействия приведены в табл. 2.

Как следует из данных, представленных в табл. 2, большинство ростовых факторов, участвующих в кроветворении, препятствует апоптозу. При этом диапазон их действия широк, не ограничивается только клетками-предшественниками и пролиферирующими костно-мозговыми элементами, но простирается и на зрелые элементы, своим антиапоптотическим воздействием обеспечивая их выживание и нормальное функционирование (например, GM-CSF- и G-CSF-факторы, необходимые  для фагоцитоза нейтрофилов). Однако некоторые ростовые факторы оказывают амбивалентное действие в зависимости от воспринимающих их клеток-мишеней.Таблица 2 Ростовые факторы, вовлеченные в апоптоз

Действие большинства ростовых факторов происходит через специфические рецепторы или FasR и реализуется через семью Bcl-2 генов, индукция апоптоза может также происходить путем увеличения эндогенного уровня глюкокортикоидов – мощного проапоптотического фактора.

Регуляция апоптоза на генетическом уровне осуществляется в значительной мере посредством теломер-теламеразной активности клеток.

Теломерами называют концевые участки хромосом, состоящие из сотен повторяющихся, строго определенных нуклеотидных последовательностей (рис. 3). Эти последовательности, напоминающие «шапочки», надетые на концы хромо- сом, выполняют важную функцию в сохранении стабильности хромосом, предохраняя их от слияний, транслокаций и других поломок в процессе митоза. Из-за существования так называемых проблем концевой репликации ДНК, выражающихся в невозможности полного восстановления длины теломера при каждом ресинтезе ДНК, происходит его последовательное укорочение в процессе деления соматических клеток. Достижение теломером минимальной длины, способной защитить хромосомы от повреждения (2–5 kb), является сигналом для выхода клеток из митотического цикла с последующим включением апоптоза по первому сигнальному пути. Обычно для соматических клеток для этого требуется 60–80 удвоений. Исходя из этого, теломеры принято считать «биологическими часами» клетки, играющими ведущую роль в процессах старения.рис.3 Теломер. TTAGGG - концевые нуклеотидные повторы, составляющие теломер (тимин, аргинин, гуанин)

В табл. 3 приведены данные о средней длине теломеров кроветворных клеток различных иерархических уровней.

Таблица3 Длина теломеров kb в различных кроветворных клетокИз представленных данных следует, что наиболее длинные теломеры были выявлены в клетках тканей плода и новорожденных. В мононуклеарных и CD34+ -клетках периферической крови и костного мозга взрослых теломеры оказались значительно короче. В последние годы было показано, что укорочение теломеров в детском возрасте происходит значительно скорее чем у взрослых. Такие представления и дали основание считать теломеры «биологическими часами» клеток. Предполагается, что укорочение теломера является механизмом, определяющим число клеточных делений, предшествующих старению.

Противостоит этим событиям теломераза – рибонуклеопротеиновый энзим, который используется в качестве матрицы для синтеза TTAGGG последовательностей в концевых участках хромосом, препятствуя таким образом укорочению теломеров.

Теломераза – нормальный компонент зародышевых и самообновляющихся тканей, но в большинстве соматических клеток отсутствует или присутствует в редуцированном количестве, зато ее содержание оказывается высоким в большинстве опухолевых клеток.

Снижение или повышение способности клеток к апоптозу приводит к нарушению гомеостаза и может лежать в основе развития разнообразной патологии.рис.4 Нарушение клеточного равновесия при изменении уровня апоптоза.

Исследования последних лет показали, что патогенез многих болезней человека, в том числе рака, лейкозов, аутоиммунных болезней и вирусных инфекций, связан с неспособностью клеток подвергаться апоптозу. Другие болезни, такие как нейродегенеративные расстройства, СПИД, остеопороз, апластическая анемия и др. могут быть связаны, напротив, с повышенной способностью клеток к апоптозу. Графически влияние изменения скорости апоптоза на состояние клеточного равновесия представлено на рис. 4. Перечень заболеваний, связанных с торможением или индукцией апоптоза, приведен в табл. 4.Таблица 4 Болезни, связанные с торможением и усилением апоптоза

 

Роль апоптоза в развитии опухолевого роста

Снижение способности к апоптозу играет существенную роль в развитии многих опухолей, осуществляется это с помощью различных механизмов, анализ которых может быть полезен для понимания существующих и поиска новых путей подавления опухолевого роста.

Наиболее хорошо изученным механизмом подавления апоптоза, лежащего в основе наработки опухолевого клона, является аутокринное и паракринное повышение экспрессии к ним ростовых факторов и рецепторов, возникающее в опухолевых клетках вследствие активации онкогенов. Именно это свойство делает клетки опухолевого клона независимыми от микроокружения и лежит в основе их метастазирования.рис.5 Иммунная атака опухолевых клеток

Кроме того, мутация онкогена нередко сопровождается извращением его функции. Типичным примером такого механизма наработки опухолевого клона является хронический миелолейкоз, при котором транслокация t(9;22), известная под названием филадельфийской хромосомы, приводит к образованию химерного гена Bcr/Abl, продуктом которого является онкобелок, обладающий повышенной тирозинкиназной активностью и служащий важным звеном в передаче антиапоптотических сигналов в клетке. Механизм антиапоптотической активности этого онкопротеина расшифрован совсем недавно. В норме онкопротеин, кодируемый геном c-abl, участвует в реализации программы апоптоза во многих клеточных системах. Онкопротеин р210, кодируемый химерным геном Bcr/Abl при хроническом миелолейкозе, и онкопротеин р185, секретирующийся тем же химерным геном при остром лимфобластном лейкозе, обладают противоположной, антиапоптотической активностью – предохраняют клетки от облучения, цитотоксических препаратов и проапоптотических сигналов, возникающих при связывании Fas-рецептора. Осуществляется это путем блокирования Bax-гена и задержки выхода цитохрома С из митохондрий.

Другой пример – мутация онкогена c-myc. В норме экспрессия онкогена c-myc выражается в усилении пролиферации и в то же время способствует аресту клетки и апоптозу при прекращении действия на нее ростовых факторов. Такой физиологический механизм направлен на ограничение накопления пролиферирующих клеток. На модели мышиной лимфомы и опухолево-трансформированной линии фибробластов показано, что мутация c-myc в опухолевых клетках сопровождается разобщением этих функций, при этом c-myc-онкобелок отключает апоптоз в поврежденных пролиферирующих клетках, активируя ген Bcl-2, либо препятствуя активации Apaf-комплекса.

Другим механизмом поломки апоптоза в опухолевых клетках является мутация в генах, контролирующих суицидальную программу. В ряду этих процессов находится хорошо изученная оверэкспрессия гена Bcl-2, тормозящего апоптоз, что лежит в основе развития не только В-клеточной фолликулярной лимфомы человека, но и многих других опухолей.

Онкогенная трансформация клетки часто сопровождается мутацией в гене p53 и превращением его из индуктора в ингибитор апоптоза, что является во многих случаях ключевым механизмом в наработке опухолевого клона. Именно этот ген должен явиться сенсором множества сигналов, возникающих при наработке опухолевого клона и призванных включить апоптоз. К ним относятся: снижение поступления ростовых факторов; потеря межклеточных взаимодействий и связей с микроокружением; гипоксия вследствие недостаточного кровоснабжения; повреждение ДНК в результате мутаций и воздействия токсинов; укорочение теломера вследствие митогенного стресса и др. Все эти факторы должны включать апоптоз через посредство гене p53, как это было показано ранее. При снижении его активности или в результате патологической мутации этого не происходит, что лежит в основе накопления опухолевых клеток и дальнейшей опухолевой прогрессии. Мутация в гене p53 является также одним из факторов метастазирования опухоли, так как разрешает опухолевым клеткам длительно пребывать в суспензии без поддержки специфического микроокружения, что в норме должно было бы завершиться апоптозом.

Малоизученным, но не менее важным, как в понимании онкогенеза, так и в поисках новых путей коррекции его, является торможение апоптоза в результате нарушений его эффекторных механизмов и путей передачи проапоптотических сигналов. В этом отношении особый интерес представляет острый промиелоцитарный лейкоз (ОПЛ). Как показали исследования последних лет, в основе развития этой опухоли лежит транслокация t(15;17), в результате которой происходит слияние Pml-гена (хромосома 15) с рецептором гена ретиноевой кислоты (хромосома 17). Белок, являющийся продуктом Pml-гена, в норме модулирует как каспаззависимые, так и каспазнезависимые пути апоптоза, и потому его можно считать одной из центральных фигур апоптотического каскада. Необходимым условием осуществления проапоптотической функции Pml-белка является локализация его в специфических «крапчатых» ядерных структурах, по- лучивших название «ядерные тельца» (NB). При ОПЛ в результате транслокации t(15;17) происходят следующие события, приводящие к образованию опухолевого клона, резистентного к стандартной химиотерапии:

• выход Pml-белка из региона NB и потеря его проапоптотической функции;

• блокада синтеза ретиноевой кислоты, необходимой для дифференцировки клеток, в результате связывания химерным продуктом путей передачи транскрипционного сигнала гена ретиноевой кислоты.

Таким образом, особенностью патогенеза ОПЛ является сочетание торможения дифференцировки с блокированием апоптоза в клетках опухолевого клона. Значение ретиноевой кислоты и триокиси мышьяка в индукции ремиссии при ОПЛ связано с тем, что первый препарат вызывает клеточную дифференцировку, а второй – апоптоз, восстанавливая нормальную локализацию Pml-белка в NB.

Одним из ключевых моментов развития опухолевого процесса является ослабление противоопухолевого иммунного надзора. Известно, что в этих процессах активное участие принимают сами опухолевые клетки, секретируя растворимые иммуносупрессивные факторы и снижая иммуногенную активность экспрессированных на своей поверхности молекул главного комплекса гистосовместимости. Однако исследования последних лет выявили альтернативный механизм подавления опухолевыми клетками иммунного надзора, оказавшийся связанным с апоптозом.

Fas, также называемый CD95 или APO-1, является членом семьи рецепторов к TNF и широко распространен среди клеток разных видов, в том числе Т- и В-лифоцитов и некоторых опухолевых клеток. Связывание рецептора Fas с Fasлигандом (FasL) индуцирует апоптоз в экспрессирующих его клетках. FasL выделяется цитотоксическими Т-лимфоцита- ми и NK-клетками и является «фактором смерти», индуциру- ющим апоптоз в клетках-мишенях. Экспрессия FasL на клетках некоторых территорий (например, строме глаза или сертолиевых клетках яичек) немедленно убивает попавшие туда активированные клетки воспаления, обеспечивая тем самым запрет иммунных реакций на этих территориях. Эти данные побудили поиск экспрессии FasL на опухолевых клетках. Такой поиск увенчался успехом – FasL был выявлен в сыворотке больных с лейкозами и лимфомой, а также на клетках некоторых солидных опухолей. Лиганды Fas оказались функционально активны, так как были способны убивать клетки-мишени, экспрессирующие Fas-рецептор, при совместном культивировании. Эти данные явились основанием для создания гипотезы, по которой опухолевые клетки могут отражать иммунную атаку, убивая цитотоксические Т-лимфоциты и NK-клетки. При этом экспрессия Fas на опухолевых клетках часто бывает снижена и/или нарушен механизм реализации поступающих с этого рецептора проапоптотических сигналов. При экспрессии FasL на опухолевых клетках его растворимая форма может попадать в циркуляцию, провоцируя клетки, имеющие на своей поверхности Fas-рецептор, к апоптозу и тем самым вызывая мультиорганные поражения, часто наблюдаемые у онкологических больных. Схематично иммунная атака опухолевых клеток представлена на рис. 5.

Высокая активность теломеразы в опухолевых клетках также находится в ряду антиапоптотических факторов, лежащих в основе развития опухолевого роста. Особенное значение этот механизм имеет в патогенезе и патодинамике гемобластозов. Опухоли, исходящие из кроветворных клеток, характеризует сочетание высокой теломеразной активности при малом размере теломеров. Это приводит к продолжению деления опухолевых клеток и после укорочения теломеров ниже критических размеров, что, возможно, объясняет высокую генетическую нестабильность этих опухолей и большую предрасположенность к опухолевой прогрессии.

Апоптоз и противоопухолевая терапия

Исследования последних лет показали, что противоопухолевые препараты вызывают апоптоз, т.е. индуцируют самоубийство опухолевых клеток, используя те же пути, что и физиологические индукторы апоптоза: стимуляция гена p53, модуляция генов семьи Bcl-2, включение Fas-рецептора, активация эффекторных протеаз и эндонуклеаз, блокирование рецепторов антиапоптотических ростовых факторов и стимуляция проапоптотических. При этом многие опухоли сохраняют способность к апоптозу в ответ на те же стимулы, что и их нормальные аналоги. Этим объясняются успех антиандрогеновой терапии при раке предстательной железы и частая регрессия опухоли молочной железы при лечении антагонистами эстрогеновых рецепторов. Цитокины могут оказывать проапоптотическое действие и путем повышения уровня эндогенных глюкокортикоидов. При этом большие дозы препаратов (например, высокие дозы метотрексата) вызывают разрушение клеток путем некроза, что является значительно более токсичным для больного.

Хотя вид клеточной смерти зависит от концентрации препарата, в большей степени выбор остается за клетками. Иными словами, химиопрепараты вызывают апоптоз в клетках, готовых к нему.

Способность к спонтанному апоптозу лейкемических клеток ex vivo коррелирует с их лекарственной чувствительностью. Более того, получены убедительные данные, доказывающие, что наиболее благоприятное течение гипердиплоидных случаев острого лимфобластного лейкоза у детей (с числом хромосом более 51) связано с повышенной способностью этих клеток к спонтанному апоптозу и нечувствительностью к антиапоптотическому действию цитокинов в пробах ex vivo.

Для объяснения механизмов включения апоптоза химиопрепаратами можно воспользоваться гипотезой, по которой дефект, вызываемый ими в опухолевых клетках, считывается как инструкция к запуску апоптоза. В соответствии с этой гипотезой клеточная смерть, индуцированная химиопрепаратами, проходит 3 фазы (рис. 6):рис.6 Схема проапоптотического действия химиотерапии

1. Повреждение. В этой фазе каждый препарат, действуя на свои мишени (ДНК, РНК, микроканальцы и др.), вызывает их повреждение или дисфункцию.

2. Прохождение сигнала. В этой стадии клетка расшифровывает и оценивает полученное повреждение. Например, повреждение ДНК включает ген p53, следствием чего, как рассматривалось выше, является остановка клетки при прохождении митотического цикла и при невозможности репарации – апоптоз. Некоторые препараты, например доксорубицин, могут действовать в обход гена p53, вызывая апоптоз путем активации Fas-рецептора.

3. Индукция апоптоза. В этой фазе принимается окончательное решение и запускаются механизмы апоптоза в тех случаях, когда репарация невозможна. Нормальные клетки чаще принимают решение выйти из митотического цикла для дальнейшей репарации или дифференцировки. Такое решение раковые клетки принимают редко, значительно чаще выбирая в качестве альтернативы апоптоз.

Необходимо отметить высокую готовность к апоптозу кроветворной ткани и опухолей, исходящих из нее, что скорее всего объясняет лучшую эффективность химиотерапии при гемобластозах по сравнению с таковой при солидных опухолях. Способность клеток-предшественников кроветворной ткани человека к апоптозу находится в обратной зависимости от возраста, чем, вероятно, частично можно объяснить лучшую курабельность острых лейкозов у детей, чем у взрослых.

Несмотря на существенное улучшение результатов химиотерапии в онкологии, достигнутое в последние годы за счет повышения ее интенсивости и отработки методов сопроводительной терапии, в определенном проценте случаев развивается резистентность опухолевых клеток к химиопрепаратам, наиболее часто связанная с нарушением в них механизмов апоптоза. Это препятствует полной эрадикации опухоли и обрекает лечение на неудачу. Дальнейшее улучшение результатов химиотерапии в онкологии связано в значительной мере с преодолением этого препятствия.