10.9: Rak

Ogólną cechą raka jest niekontrolowany podział komórek, który prowadzi do powstania masy komórek zwanej guzem. Guz jest uważany za łagodny, dopóki nie zacznie atakować pobliskich tkanek, w którym to momencie jest złośliwy.

W zdrowych komórkach proliferacja jest ściśle regulowana przez złożoną sieć pozytywnych i negatywnych czynników regulacyjnych. Czynniki te zapewniają, że komórki dzielą się tylko wtedy, gdy powinny. Kiedy geny kodujące pozytywne regulatory są mutowane w celu wytworzenia nadmiernie aktywnych białek, nazywa się je onkogenami. Niektóre wirusy wywołują raka poprzez wprowadzanie własnych kopii onkogenów do zdrowych komórek. Na przykład wirusowa wersja enzymu SRC, kluczowej cząsteczki biorącej udział w sygnalizacji komórkowej, nie ma domeny regulatorowej, która kontroluje ludzką wersję. Brak tej domeny wywołuje niekontrolowany podział w komórkach gospodarza.

W przeciwieństwie do onkogenów, geny supresorowe nowotworów kodują białka, które negatywnie regulują proliferację. Kiedy są zmutowane, podział komórek przebiega bez kontroli. Do 50% ludzkich nowotworów ma mutacje w genie supresorowym kodującym p53. To wielofunkcyjne białko jest niezbędne do kontroli cyklu komórkowego i apoptozy. Niekontrolowana proliferacja komórek prowadzi do wzrostu guza. Oznacza to, że komórki potrzebują więcej tlenu i składników odżywczych. W procesie zwanym angiogenezą wytwarzają czynniki wzrostu, które sprzyjają tworzeniu się naczyń krwionośnych w guzie.

Im bardziej guz rośnie, im bardziej komórki dzielą się i zmieniają, tym większa szansa, że komórki mogą uwolnić się od guza i rozprzestrzenić się w innym miejscu ciała. Rozprzestrzenianie się komórek rakowych z guza nazywa się przerzutami i jest odpowiedzialne za prawie 90% zgonów związanych z rakiem. Dużym wyzwaniem w leczeniu raka jest fakt, że nie jest to tylko jedna choroba, każdy pacjent z rakiem ma określone mutacje genowe, a każdy nowotwór składa się z innej grupy zmutowanych komórek.