Развитие рака шаг за шагом: от первой клетки до метастаза

Сегодня мы хотим рассказать вам тезисно и понятно о том, что происходит в нашем организме, когда в нем развивается опухоль. Не всегда просто разобраться в том, когда сгусток клеток уже считается опухолью, когда начинается метастазирование, как оно происходит и чем чревато. Давайте пройдемся по каждому процессу, происходящему в организме, где "завелась" злокачественная опухоль. Мы будем использовать и сложные медицинские термины, и простые их объяснения.

Зарождение проблемы в клетке

Все начинается с генетической мутации. Любая клетка в организме содержит гены, которые регулируют её рост, деление и «смерть». Под влиянием различных факторов (наследственность, химические вещества, провоцирующие развитие рака (канцерогены), радиация, возрастные изменения и т. д.) в генах могут произойти ошибки. Если такие ошибки касаются участков, которые «контролируют» деление клетки, она начинает размножаться быстрее и без нормальных «тормозов».

Одна-две мутации ещё не обязательно приводят к раку: обычно нужно несколько «серьёзных поломок», которые превращают клетку в злокачественную. За счёт быстрого деления «дефектная» клетка создаёт всё больше своих копий с теми же нарушениями, тем самым постепенно становясь опухолью.

Образование первичной опухоли

Получив способность размножаться бесконтрольно, мутировавшие клетки формируют небольшой узел (комочек клеток) — это и есть первичная опухоль. Она ещё невелика, но уже выходит из-под контроля организма. Только представьте: в одном кубическом сантиметре опухоли может содержаться от ста миллионов до миллиарда раковых клеток.

В норме любые мутантные клетки, которые образуются в нашем теле, ежедневно, распознает и уничтожает иммунная система человека.. Однако у раковых клеток развиваются хитрые способы «скрываться» или «обманывать» иммунную систему. Они могут научиться вырабатывать вещества, которые будут делать их похожими на здоровые клетки, или молекулы, которые просто делают раковые клетки невидимыми для иммунитета. Когда иммунная система перестает замечать раковые клетки и уничтожать их, у опухоли появляется возможность расти и беспрепятственно распространяться по организму.

Рост и собственная кровеносная сеть (ангиогенез)

1. Опухоль выделяет сосудистый фактор роста. 2. Сосудистый фактор роста усиливает рост сосудов и их движение ближе к опухоли. 3. У опухоли появляется увеличенное кровоснабжение

Чем больше становится опухоль, тем больше ей нужно кислорода и питательных веществ. До определенного этапа, раковые клетки получают эти вещества из окружающей их среды: тканевого матрикса и близлежащих сосудов. Но по мере увеличения размеров раковой опухоли, этого становится недостаточно.

В таком случае раковые клетки начинают выделять специальные вещества, например VEGF (сосудистый фактор роста), которые заставляют организм создавать и «прокладывать» новые кровеносные сосуды к опухоли. Этот процесс называется ангиогенезом — формированием собственной «сети снабжения» у опухоли.

Благодаря новой сетке сосудов раковые клетки обеспечивают себя ресурсами для ещё более быстрого размножения. В определенный момент появляется риск, что часть раковых клеток начнёт проникать в кровь или лимфу.

Проникновение в окружающие ткани (локальная инвазия)

Чтобы глубже и глубже проникать в здоровые ткани и распространяться все больше, опухолевые клетки вырабатывают специальные вещества, разрушающие межклеточный «цемент» и мембраны. Это позволяет им «раздвигать» или даже «разъедать» окружающие ткани.

По мере роста и разрушения границ здоровых тканей опухоль может вторгаться в соседние органы или лимфатические узлы. Вот почему на более поздних стадиях рак бывает труднее удалить хирургически: у него уже нет чётких границ, он может затрагивать сразу несколько органов и не всегда есть возможность убрать опухоль не повредив слишком сильно здоровые органы.

Проникновение в кровоток или лимфоток (интравазация)

EMT - эпителиально-мезенхимальный переход, Intravasation - интравазация или проникновение в сосуд, Primary tumor - первичная опухоль, Blood vessel - кровеносный сосуд, CTC - Circulating tumor cells или циркулирующие опухолевые клетки.

Когда опухоль имеет достаточную систему кровоснабжения, раковые клетки способны избавиться от способности находиться в одном и том же месте, рядом с другими такими же клетками, и приобрести способность отделиться от своей группы клеток и перемещаться по организму. Это называется эпителиально-мезенхимальным переходом.

Раковые клетки могут отделиться от опухоли (мигрировать) и проникнуть в ближайший кровеносный или лимфатический сосуд. Этот процесс называется интравазацией. Для этого злокачественные клетки вновь используют специальные ферменты, а также меняют свою форму и гибко «проникают» сквозь стенки сосудов. Проникнув в сосуды, раковые клетки могут с током крови или лимфы распространяться по всему телу.

Однако, в крови и лимфе есть иммунные клетки, которые стремятся распознать и уничтожить «пришельцев». Часто иммунной системе удается уничтожить единичные раковые клетки, но некоторые опухоли даже на ранних стадиях способны обходить иммунную защиту. Либо, если рак уже в далеко зашедшей стадии и в крови или лимфе много циркулирующих опухолевых клеток, хотя бы несколько из них могут где-то "зацепиться" и дать начало вторичной опухоли.

Путешествие по организму (циркуляция)

Red blood cells - красные кровяные клетки или эпитроциты, Leucocytes - лейкоциты, cfDNA - циркулирующие в крови свободные фрагменты опухолевой ДНК (генетического материала), CTC - CTC - Circulating tumor cells или циркулирующие опухолевые клетки.

Раковые клетки перемещаются с током крови или лимфы в самых разных направлениях, и доходят до всех частей организма. Многие из них гибнут в пути, но некоторые выживают.

Какая-то часть клеток оседает в определённых органах. Например, опухоли из органов брюшной полости часто дают метастазы в печени, а опухоли из лёгких — в головном мозге. Но эти «предпочтения» зависят от типа рака и особенностей кровотока. Каждая опухоль имеет тенденцию к распространению в определенные органы, поэтому, зная, какой именно рак у пациента, врачи могут обследовать не только орган, где находится сама опухоль, но также те, куда опухоль может потенциально распространиться и дать метастазы.

«Высадка» в новом месте (экстравазация)

Intravasation - Интравазация, проникновение опухолевых клеток в кровеносный или лимфатический сосуд, CTC Cluster - кластер, скопление циркулирующих опухолевых клеток, Single CTC - единичная циркулирующая опухолевая клетка, Extravasation - экстравазация или выход опухолевой клетки из кровеносного или лимфатического сосуда в ткани, Metastatic tumor - метастатическая опухоль

Когда злокачественная клетка находит «подходящее место», она снова должна прорваться сквозь стенку сосуда и проникнуть в окружающие ткани. Этот процесс называется экстравазацией. Проще говоря, раковая клетка «выходит» в ткань другого органа.

Чтобы прижиться, опухолевая клетка должна найти в новой ткани необходимые факторы роста, питательные вещества и, снова же, пути «обхода» иммунной системы. Это далеко не всегда происходит успешно и даже если клетка смогла проникнуть в ткань, она не всегда даст начало новому опухолевому очагу.

Образование метастатического очага

На картинке показаны места, где наиболее часто появляются вторичные очаги раковой опухоли: головной мозг, легкие, кости, печень, лимфоузлы

Клетка, сумевшая выжить и приспособиться в другом органе, начинает делиться, формируя «мини-колонию» раковых клеток. Со временем эта колония может достичь размеров, при которых её видно на снимках (КТ, МРТ) или при обследовании.

Как и в случае с первичной опухолью, вторичный раковый очаг (метастаз) может стимулировать рост собственной кровеносной сети (ангиогенез) в новом месте, чтобы опухоль получала достаточно питательных веществ. С развитием дополнительного питания метастатический очаг увеличивается в размерах и может влиять на работу органа. Таких метастатических очагов может быть от одного до множества, и, чем больше метастатических очагов в организме человека, тем негативнее они влияют на его организм.

Появление метастатических очагов, особенно множественных, может затруднить лечение человека. При множественных метастазах, например, все их невозможно удалить хирургически, поэтому врачи выбирают системные методы лечения (химиотерапия, таргетная терапия, иммунотерапия), так как благодаря этим методам, лекарство может достигнуть каждой раковой клетки в организме и повлиять на нее.

Вторичные опухоли (метастазы) могут сдавливать сосуды, нервы, мешать работе мозга, лёгких, печени, костей — в зависимости от места локализации. При раковом процессе на поздних стадиях, когда опухоль невозможно контролировать, появляются все новые и новые метастазы, не поддающиеся лечению, страдает весь организм: раковые клетки забирают много питательных ресурсов, появляются воспаление, интоксикация, истощение.

Итог и почему не всё так безнадёжно

Как мы видим, путь от единичной «поломанной» клетки до распространённого рака невероятно многоэтапный и требует «удачного стечения обстоятельств» для опухоли. Многие раковые клетки погибают на этом пути, и зачастую болезнь удаётся обнаружить до того, как она дала множественные метастазы.

Современные методы лечения, такие, как хирургия, лучевая терапия, химиотерапия, таргетные препараты, иммунотерапия, паллиативная помощь — всё это даёт шансы на уверенный контроль болезни даже при распространённых формах рака. Медицинская наука постоянно ищет и находит новые подходы. Зная каждый мелкий этап в развитии опухолевого процесса, ученые находят все новые способы, чтобы прервать цепочку распространения опухоли на том или ином моменте. Например, препарат "Авастин" блокирует рост новых сосудов в опухоли, тем самым, препятствуя получению питательных веществ опухолью. А лекарство доксорубицин вмешивается в процесс деления раковых клеток, прерывая его и не давая злокачественной опухоли расти и развиваться.

У каждого пациента своя история болезни, и «средняя статистика» не всегда отражает судьбу конкретного человека. Бывают случаи, когда пациенты с метастазами годами живут полноценной жизнью.

Регулярные осмотры, профилактические проверки (скрининги, анализы крови, медицинские обследования) часто помогают «поймать» рак на более раннем этапе, когда он ещё не успел метастазировать.

Помните, что информация — ваш союзник. Понимание, как развивается процесс метастазирования, помогает осознанно подходить к лечению и активно взаимодействовать с врачами.

Если у вас или ваших близких возникли вопросы или тревоги, вы можете получить ответы на них в проекте GoTreatCancer. Для этого пожалуйста заполните заявку на получение помощи по этой ссылке.