10.9
סרטן נוצר עקב מוטציות בגנים המעורבים בוויסות חלוקת התאים, מה שמוביל לשגשוג תאים בלתי מוגבל. המדע והרפואה המודרניים עשו צעדים גדולים בהבנה ובטיפול בסרט…
המאפיין הכללי של סרטן הוא חלוקת תאים בלתי מבוקרת, המובילה להיווצרות מסת תאים שנקראת גידול. גידול נחשב שפיר עד שהוא מתחיל לפלוש לרקמות סמוכות, ואז הוא נחשב ממאיר. בתאים בריאים, שגשוגם מבוקר היטב על ידי רשת סבוכה של גורמי בקרה חיובים ושליליים.
גורמים אלו מוודאים שהתאים מתחלקים רק מתי שהם צריכים. כאשר גנים המקודדים את הבקרים החיוביים עוברים מוטציה ליצירת חלבונים פעילים יתר על המידה, הם נקראים אונקוגנים. ישנם נגיפים הגורמים לסרטן על ידי הכנסת עותקי אונקוגנים משלהם לתוך תאים בריאים.
לדוגמה, הגרסה הוויראלית SRC-של אנזים ה, מולקולת מפתח המעורבת באיתות תאים, היא חסרת אתר הבקרה המבקר על הגרסה האנושית. חוסר האתר הזה מעורר חלוקה בלתי מבוקרת בתאים המארחים. בניגוד לאונקוגנים, גנים מדכאי-גידולים מקודדים חלבונים המבקרים שגשוג תאים באופן שלילי.
כשהם עוברים מוטציה, חלוקת התאים מתקדמת ללא בקרה. לעד 50%מהגידולים האנושיים יש מוטציות p53-בגן מדכא הגידול המקודד ל. חלבון רב-תפקודי זה חיוני לבקרת מחזור התא ולאפופטוזיס.
שגשוג תאים לא מבוקר מוביל לצמיחת גידולים. המשמעות היא שהתאים זקוקים ליותר חמצן וחומרים מזינים. בתהליך הנקרא אנגיוגנזה, הם מייצרים גורמי גדילה המקדמים את היווצרות כלי הדם בגידול.
ככל שהגידול ממשיך לגדול, כך התאים ממשיכים להתחלק ולהשתנות, וכך גובר הסיכוי שהתאים ישתחררו מהגידול ויתפשטו למקומות אחרים בגוף. התפשטות תאים סרטניים מהגידול נקראת גרורה והיא אחראית לכ-90%ממקרי המוות הקשורים לסרטן. האתגר העיקרי בטיפול בסרטן הוא העובדה שלא מדובר במחלה אחת בלבד, לכל חולה סרטן יש מוטציות גנים ייחודיות, וכל גידול מורכב מקבוצה שונה של תאים שעברו מוטציה.
View the full transcript and gain access to JoVE Core videos
Q1: What causes uncontrolled cell division in cancer?
Cancer results from mutations in genes that regulate cell division. When genes encoding positive regulators are mutated, they become oncogenes producing over-active proteins. Conversely, mutations in tumor suppressor genes disable negative regulation, allowing unchecked proliferation. These genetic changes disrupt the normal balance that keeps cells dividing only when appropriate.
Q2: How does p53 mutation contribute to cancer development?
p53 is a multifunctional tumor suppressor protein essential for cell cycle control and apoptosis. Up to 50% of human tumors have mutations in the gene coding for p53. When mutated, this negative regulator loses function, allowing cells to divide unchecked and preventing damaged cells from undergoing programmed death, accelerating cancer progression.
Q3: What is the difference between benign and malignant tumors?
A benign tumor is a mass of cells that remains localized and does not invade nearby tissues. Once a tumor begins invading surrounding tissues, it becomes malignant. Malignant tumors are dangerous because they can spread to other body parts through metastasis, which accounts for nearly 90% of cancer-related deaths.
Q4: How do cancer cells acquire the blood supply they need to grow?
As tumors grow, cells require more oxygen and nutrients. Through a process called angiogenesis, cancer cells produce growth factors that promote new blood vessel formation within the tumor. This increased blood supply enables continued tumor growth and provides a pathway for cancer cells to enter circulation and spread to distant sites.
Q5: Why is cancer difficult to treat with a single therapy?
Cancer is not one disease but many distinct diseases. Each patient has specific gene mutations, and every tumor contains different mutated cells. As tumors grow, new random mutations accumulate, making cells increasingly varied. Two patients with identical initial mutations develop tumors that respond differently to the same treatment, requiring personalized therapeutic approaches.
Q6: How can viruses trigger cancer in healthy cells?
Some viruses cause cancer by inserting their own oncogene copies into healthy cells. For example, the viral version of the SRC enzyme lacks the regulatory domain present in the human version. Without this regulatory control, the viral protein triggers uncontrolled cell division in host cells, transforming them into cancer cells.
Q7: What is the role of chemotherapy in cancer treatment?
Chemotherapy targets cell division processes by using cytotoxic drugs—chemicals toxic to cells—that slow proliferation or kill fast-growing cells throughout the body. Different drug combinations are used depending on cancer type and stage. This approach exploits the characteristic feature shared by all cancers: abnormal cell proliferation.