Онкогени вируси (онковируси)

Да би се објаснила природа рака, предложене су две доминантне теорије - мутациона и вирусна. Према првој, рак је резултат узастопних мутација више гена у једној ћелији, односно заснива се на променама које се дешавају на нивоу гена. Ову теорију је у свом коначном облику формулисао 1974. године Ф. Бурнет: канцерогени тумор је моноклонски - потиче из једне почетне соматске ћелије, мутације у којој су узроковане хемијским, физичким агенсима и вирусима који оштећују ДНК. У популацији таквих мутантних ћелија акумулирају се додатне мутације, повећавајући способност ћелија за неограничену репродукцију. Међутим, акумулација мутација захтева одређено време, па се рак развија постепено, а вероватноћа болести зависи од старости.

Вирално-генетску теорију рака најјасније је формулисао руски научник Л. А. Зилбер: рак изазивају онкогени вируси, они се интегришу у ћелијски хромозом и стварају канцерогени фенотип. Неко време, потпуно признање вирусно-генетске теорије било је отежано чињеницом да многи онкогени вируси имају РНК геном, па није било јасно како се он интегрише у ћелијски хромозом. Након што је код таквих вируса откривена реверзна транскриптаза, способна да репродукује ДНК провирус из вирионске РНК, ова препрека је нестала и вирусно-генетска теорија је добила признање заједно са теоријом мутација.

Одлучујући допринос разумевању природе рака дат је открићем гена малигнитета, онкогена, у онкогеним вирусима и његовог прекурсора, који је присутан у ћелијама људи, сисара и птица, протоонкогена.

Протоонкогени су породица гена који обављају виталне функције у нормалној ћелији. Неопходни су за регулисање њеног раста и размножавања. Производи протоонкогена су различите протеин киназе које фосфорилују ћелијске сигналне протеине, као и транскрипциони фактори. Потоњи су протеини - производи протоонкогена c-myc, c-fos, c-jun, c-myh и гена супресора ћелија.

Постоје две врсте онковируса:

• Вируси који садрже онкоген (један+ вируси).
• Вируси који не садрже онкоген (један вирус).
• Један+ вируси могу изгубити онкоген, али то не ремети њихово нормално функционисање. Другим речима, самом вирусу није потребан онкоген.

Главна разлика између један+ и један" вируса је следећа: један+ вирус, након што је продро у ћелију, не изазива њену трансформацију у рак или је изазива веома ретко. Један" вируси, након што су продро у ћелијско једро, трансформишу га у рак.

Дакле, трансформација нормалне ћелије у туморску ћелију настаје због чињенице да онкоген, уношењем у ћелијски хромозом, даје му нови квалитет који му омогућава неконтролисано размножавање у телу, формирајући клон ћелија рака. Овај механизам трансформације нормалне ћелије у ћелију рака подсећа на трансдукцију бактерија, у којој умерени фаг, интегришући се у хромозом бактерија, даје им нова својства. Ово је тим вероватније јер се онкогени вируси понашају као транспозони: могу се интегрисати у хромозом, преместити из једног региона у други или преместити са једног хромозома на други. Суштина питања је следећа: како се протоонкоген трансформише у онкоген када интерагује са вирусом? Пре свега, потребно је напоменути важну чињеницу да код вируса, због високе брзине њихове репродукције, промотери раде са много већом активношћу него промотери у еукариотским ћелијама. Стога, када се „један“ вирус интегрише у хромозом ћелије поред једног од протоонкогена, он подређује рад овог гена његовом промотеру. Приликом напуштања хромозома, вирусни геном отима протоонкоген из њега, овај други постаје компонента вирусног генома и претвара се у онкоген, а вирус из „један“ у „један+“ вирус. Приликом интеграције у хромозом друге ћелије, такав „један“ вирус истовремено трансдукује онкоген у њу са свим последицама. Ово је најчешћи механизам за формирање онкогених (један+) вируса и почетак трансформације нормалне ћелије у туморску ћелију. Могући су и други механизми за трансформацију протоонкогена у онкоген:

• транслокација протоонкогена, што резултира тиме да се протоонкоген налази поред јаког вирусног промотора, који преузима контролу над њим;
• амплификација протоонкогена, услед чега се повећава број његових копија, као и количина синтетизованог производа;
• Трансформација протоонкогена у онкоген настаје као резултат мутација изазваних физичким и хемијским мутагенима.

Дакле, главни разлози за трансформацију протоонкогена у онкоген су следећи:

• Укључивање прото-онкогена у вирусни геном и трансформација потоњег у један+ вирус.
• Улазак протоонкогена под контролу јаког промотора, било као резултат вирусне интеграције или као резултат транслокације блока гена у хромозому.
• Тачкасте мутације у протоонкогену.

Амплификација протоонкогена. Последице свих ових догађаја могу бити:

• промена специфичности или активности протеинског производа онкогена, посебно зато што је веома често укључивање протоонкогена у вирусни геном праћено мутацијама протоонкогена;
• губитак ћелијски специфичне и временске регулације овог производа;
• повећање количине синтетисаног протеинског производа онкогена.

Онкогени производи су такође протеин киназе и транскрипциони фактори, стога се поремећаји у активности и специфичности протеин киназа сматрају почетним окидачима за трансформацију нормалне ћелије у туморску ћелију. Пошто се породица протоонкогена састоји од 20-30 гена, породица онкогена очигледно укључује не више од три десетине варијанти.

Међутим, малигнитет таквих ћелија не зависи само од мутација прото-онкогена, већ и од промена у утицају генетског окружења на рад гена у целини, карактеристичних за нормалну ћелију. То је савремена генска теорија рака.

Дакле, примарни узрок трансформације нормалне ћелије у малигну јесу мутације протоонкогена или његово потпадање под контролу моћног вирусног промотера. Различити спољашњи фактори који индукују стварање тумора (хемикалије, јонизујуће зрачење, УВ зрачење, вируси итд.) делују на исту мету - протоонкогене. Они су присутни у хромозомима ћелија сваке јединке. Под утицајем ових фактора, активира се један или други генетски механизам, што доводи до промене функције протоонкогена, а то, заузврат, доводи до дегенерације нормалне ћелије у малигну.

Ћелија рака носи стране вирусне протеине или сопствене модификоване протеине. Препознају је Т-цитотоксични лимфоцити и уништавају је уз учешће других механизама имуног система. Поред Т-цитотоксичних лимфоцита, ћелије рака препознају и уништавају и друге ћелије убице: NK, Pit ћелије, B-ћелије убице и K-ћелије, чија цитотоксична активност зависи од антитела. Полиморфонуклеарни леукоцити; макрофаги; моноцити; тромбоцити; мононуклеарне ћелије лимфоидног ткива којима недостају маркери Т- и B-лимфоцита; T-лимфоцити са Fc-рецепторима за IgM могу функционисати као K-ћелије.

Интерферони и нека друга биолошки активна једињења која формирају имунокомпетентне ћелије имају антитуморски ефекат. Конкретно, ћелије рака препознају и уништавају бројни цитокини, посебно фактор туморске некрозе и лимфотоксин. То су сродни протеини са широким спектром биолошке активности. Фактор туморске некрозе (TNF) је један од главних медијатора инфламаторних и имуних одговора у организму. Синтетишу га различите ћелије имуног система, углавном макрофаги, Т-лимфоцити и Купферове ћелије јетре. TNFa је открио 1975. године Е. Карсвел и сарадници; то је полипептид са mw 17 kD. Има сложен плеиотропни ефекат: индукује експресију MHC молекула класе II у имунокомпетентним ћелијама; стимулише производњу интерлеукина IL-1 и IL-6, простагландина PGE2 (служи као негативни регулатор механизма секреције TNF); има хемотактички ефекат на зреле Т-лимфоците итд. Најважнија физиолошка улога TNF-а је модулација раста ћелија у организму (функције регулације раста и цитодиференцијације). Поред тога, селективно сузбија раст малигних ћелија и изазива њихову лизу. Претпоставља се да се активност TNF-а која модулира раст може користити у супротном смеру, наиме, за стимулацију раста нормалних ћелија и сузбијање раста малигних ћелија.

Лимфотоксин, или TNF-бета, је протеин молекулске тежине од око 80 kDa, који синтетишу неке субпопулације Т-лимфоцита, а такође има способност да лизира циљне ћелије које носе стране антигене. Други пептиди, посебно пептиди који су фрагменти IgG молекула, као што су туфтеин (цитофилни полипептид изолован из CH2 домена), Fab, Fc фрагменти итд., такође имају способност да активирају функције NK ћелија, K ћелија, макрофага и неутрофилних леукоцита. Антитуморски имунитет се обезбеђује само кроз сталну интеракцију свих имунокомпетентних система.

Већина људи не оболева од рака не зато што не развијају мутантне ћелије рака, већ зато што ове друге, након што се развију, Т-цитотоксични лимфоцити и други делови имуног система брзо препознају и уништавају пре него што стигну да произведу малигно потомство. Код таквих људи, антитуморски имунитет делује поуздано. Напротив, код оболелих од рака, мутантне ћелије имуни систем не препознаје нити уништава брзо, већ се слободно и неконтролисано размножавају. Стога је рак последица имунодефицијенције. Потребно је открити који део имуног система пати како би се оцртали ефикаснији начини борбе против болести. У том смислу, велика пажња се посвећује развоју метода биотерапије рака заснованих на комплексној и доследној употреби модулатора биолошке и имунолошке реактивности, односно хемијских супстанци које синтетишу имунокомпетентне ћелије, а које су способне да модификују реакције интеракције организма са туморским ћелијама и обезбеде антитуморски имунитет. Уз помоћ таквих модификатора имунолошке реактивности, постаје могуће утицати и на имуни систем у целини и селективно на његове појединачне механизме, укључујући оне који контролишу формирање фактора активације, пролиферацију, диференцијацију, синтезу интерлеукина, фактора некрозе тумора, лимфотоксина, интерферона итд., како би се елиминисало стање имунодефицијенције код рака и повећала ефикасност његовог лечења. Већ су описани случајеви излечења људског мијелома лимфокинима активираним убицама и интерлеукином-2. Следећи правци су наведени у експерименталној и клиничкој имунотерапији рака.

• Уношење активираних ћелија имуног система у туморско ткиво.
• Употреба лимфо- или (и) монокина.
• Употреба имуномодулатора бактеријског порекла (најефикаснији су ЛПС и деривати пептидогликана) и производа које они индукују, посебно ТНФ.
• Употреба антитуморских антитела, укључујући моноклонска.
• Комбинована употреба различитих праваца, на пример првог и другог.

Перспективе за коришћење модулатора имунолошке реактивности за биотерапију рака су изузетно широке.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]