Онковирусология

Дата добавления: 06 Декабря 2015 в 17:20
Автор работы: Пользователь скрыл имя
Тип работы: реферат
Скачать в ZIP архиве (711.76 Кб)
Вложенные файлы: 1 файл
Скачать файл  Просмотреть документ 

ОНКОГЕННЫЕ ВИРУСы курс,раб.doc

  —  842.00 Кб

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ

Вопрос о том, что представляют собой опухолевые заболевания человека, занимает умы учёных уже более столетия. В ХХ веке связи с успехами в лечении многих тяжёлых эпидемических заболеваний и туберкулёза существенно выросла продолжительность жизни, и на этом фоне злокачественные опухоли вышли на одно из ведущих мест, во-первых, по распространённости, а во- вторых - как одна из наиболее частых причин смерти. На рубеже ХХ-Х1 веков исследования этой патологии велись и ведутся особенно интенсивно. В последние десятилетия накопились многочисленные данные об этиологической связи ряда вирусов с онкологическими заболеваниями человека. Эти вирусы объединяет длительное, исчисляемое годами присутствие в организме человека, как правило, без заметных проявлений, а также возникновение злокачественных опухолей лишь у небольшой части инфицированных лиц.

Полученные в результате изучения вирусассоциированного канцерогенеза сведения свидетельствуют о многофакторности этого процесса, в котором помимо самих вирусов участвуют также другие, еще недостаточно изученные факторы. Ведущую роль играет состояние иммунной системы конкретного человека.

Онковирусология берет свое начало с замечательного открытия американского ученого Пэйтона Рауса, который в 1911 г. впервые продемонстрировал возможность вызывать опухоли у птиц с помощью бесклеточного фильтрата. Вирус, содержавшийся в фильтрате и вызывавший у кур развитие сарком, позже был назван именем исследователя, т.е. вирусом саркомы Рауса, а сам ученный в 1966г. был удостоен Нобелевской премии. К середине XX века было обнаружено уже значительное вирусов, вызывающих опухоли у животных. В частности, были открыты вирусы сарком и лейкозов мышей, кошек, обезьян, крупного рогатого скота. Позже было доказано, что практически у всех представителей животного мира имеются опухоли вирусного происхождения. Не был исключением и человек. Оказалось, что 15-20 % всех новообразований человека имеют вирусное происхождение. Среди наиболее часто встречающихся опухолей у человека, возникновение которых вирус принимает непосредственное участие. Можно назвать рак печени, рак шейки матки, рак носоглотки, лимфому Беркитта, лимфому Ходжкина и многие другие.

Цель данной работы – попытка интегрировать имеющуюся в литературе информацию о наиболее распространенных онкогенных вирусах человека.

 

 

ТЕОРИИ РАКА  И МЕХАНИЗМ ОПУХОЛЕВОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ

Для объяснения природы рака были предложены две господствующие теории – мутационная и вирусная. В соответствии с первой рак есть результат последовательных мутаций ряда генов в одной клетке. Эта теория была сформулирована в 1974 году Ф.Бернетом: раковая опухоль моноклональна – она происходит от одной соматической клетки, мутации в которой вызываются химическими, физическими агентами и вирусами повреждающими ДНК.

Вирусно-генетическая теория рака наиболее четко была сформулирована русским ученным Л.А.Зильбером: рак вызывают онкогенные вирусы, они интегрируются в хромосому клетки и создают раковый фенотип. Полному признанию вирусно-генетической теории некоторое время препятствовало то обстоятельство, что многие онкогенные вирусы имеют РНК-геном, поэтому непонятно было, как он интегрируется в хромосому клетки. После того, как у таких вирусов была обнаружена обратная транскриптаза, способная воспроизводить из вирионной РНК ДНК-провирус, это препятствие отпало и вирусно-генетическая теория, наряду с мутационной, получила признание.

Решающий вклад в понимание природы рака внесло открытие в составе онкогенных вирусов гена злокачественности – онкогена и его предшественника, имеющегося в клетках человека, млекопитающих животных и птиц, - протоонкогена.

Протоонкогены – семейство генов, выполняющих в нормальной клетке жизненно важные функции. Они необходимы для регуляции ее роста и размножения.

Продуктами протоонкогенов являются белки протеинкиназы. которые осуществляют фосфорилирование некоторых аминокислот в клеточных белках.

Существуют два типа онковирусов:

  1. Вирусы, содержащие онкоген (вирусы оnе +)
  2. Вирусы, не содержащие онкоген (вирусы оnе -).

Вирусы оnе+ могут утрачивать онкоген, но это не нарушает их нормальной жизнедеятельности. Иначе говоря, сам по себе онкоген вирусу не нужен.

Основное различие между вирусами оnе+ и оnе- состоит в следующем: вирус оnе-, проникнув в клетку, не вызывает ее трансформации в раковую или вызывает крайне редко. Вирусы оnе+, попадая в ядро клетки, трансформируют ее в раковую.

Стало быть, превращение нормальной клетки в опухолевую происходит вследствие того, что онкоген, будучи привнесенным в хромосому клетки, наделяет ее новым качеством, которое позволяет ей размножаться в организме бесконтрольно, образуя клон раковых клеток.

Основные причины превращения протоонкогена в онкоген следующие:

    1. Включение протоонкогена в геном вируса и превращение последнего в оnе+ - вирус.
    2. Попадание протоонкогена под контроль сильного промотора либо в результате интеграции вируса, либовследствие транслокации блока генов в хромосоме.
    3. Точечные мутации в протоонкогене.
    4. Амплификации протоонкогенов.

Последствиями всех этих событий могут быть:

  1. изменение специфичности или активности белкового продукта онкогена, тем более, что очень часто включение в геном вируса протоонкогена сопровождается мутациями протоонкогена;
  2. утрата клеточноспецифической и временной регуляции этого продукта;
  3. увеличение количества синтезируемого белкового продукта онкогена

Продуктами онкогенов также являются протоинкиназы, поэтому нарушения активности и специфичности протеинкиназ и рассматриваются как начальные пусковые механизмы превращения нормальной клетки в опухолевую. Поскольку семейство протоонкогенов состоит из 20-30 генов, то и семейство онкогенов включает в себя, очевидно не более трех десятков вариантов. Однако злокачественность таких клеток зависит не только от мутаций протоонкогенов, но и от изменений во влиянии на работу генов со стороны генетической среды в целом, характерной для нормальной клетки. Такова современная теория рака.

Таким образом, первичная причина превращения нормальной клетки в злокачественную — мутации протоонкогена или попадание его под контроль мощного вирусного промотора. Различные внешние факторы, индуцирующие образование опухолей (химические вещества, ионизирующая радиация, УФ-облучение, вирусы и др.), действуют на одну и ту же мишень — протоонкогены. Они имеются в хромосомах клеток каждого индивидуума. Под влиянием указанных факторов включается тот или иной генетический механизм, который приводит к изменению функции протоонкогена, а это, в свою очередь, дает начало перерождению нормальной клетки в злокачественную.

 

ГЕНЫ  - СУПРОССОРЫ ОПУХОЛЕВОГО РОСТА

Первым четким примером гена, контролируещего канцерогенез, была ретинобластома человека. Ген Rb – наиболее четкий, генетически определенный ген супрессорного действия. Изучение молекулярного механизма его действия показало, что он подавляет, а его мутация позволяет клетки выйти в G1/S – фазу, т.е. стимулирует ее пролиферацию. Преодоление барьера G1/S становится не контролируемым, не требующем специфического сигнала, и клетка выходит на автономный режим. Кроме того, нормальная клетка «тормозит» прохождение цикла через барьер G1/S и тем самым выполняет супрессорную функцию. Мутация Rb создает автономную  пролиферацию эпителия – главную составляющую опухолевого роста. Все остальные особенности опухоли, лежащие в основе прогрессии, могут возникнуть (или не возникнуть) как вторичные, неопределяемые непосредственно геном Rb. В этом отношении функции Rb ограничены достаточно четко. Его подавление в гомозиготе является типичным для опухолей человека.

Другой, параллельно работающий и наиболее универсальный ген – супрессор – ген р53, он представляет собой фосфопротеин. Основная функция гена р53 – выбраковывание клеток с поврежденной системой репликацией ДНК. Клетки с поврежденной ДНК образуют комплекс белка р53 с ДНК, ставящий клетки на путь апоптоза. Вторая функция р53 – торможение пролиферации при прохождении блока G0/G1S. На этой стадии р53 выступает собственно как антионкоген. Инактивация р53 ведет к выживание опухолевых и предопухолевых клеток и тем самым к выживание опухолевого клона.

К семейству р53 примыкают белки, контролирующие вступление клетки в цикл, сходные по функции и генетическому контролю. Инактивация этого скмкйства – обычный рецессивный компонент эпителиальных опухолей человека, приблизительно в 5 раз превышающий частоту участия протоонкогенов. Обычная инактивация генов-супрессоров опухолей – утрата генетической гетерозиготности, или LOH, т.е. утрата участка хромосомы, несущей соответствующий ген, контролирующий генетические аномалии при патологических митозах. Таким образом, и эта система, как и Rb, при своей инактивации ведет к автономной полиферации как основному компоненту и к увеличению генетической гетерогенности как необходимому условию последующей прогрессии.

Мне хотелось бы еще раз подчеркнуть особенности генов-супрессоров опухолей и их роль в канцерогенезе:

Во-первых, для проявления этих генов, в отличие от проявления онкогенов, необходима гомозиготность для осуществления их функции. Утрата генов, наступающая при LOH, дает такой же эффект, что и гомозиготность;

Во-вторых, гены-супрессоры подавляют в некоторых случаях действие онкогенов и отправляют клетку, несущую онкоген, в апоптоз или подавляют пролиферацию, вызванную онкогеном.

 

 

ОПУХОЛЕВЫЕ АНТИГЕНЫ

Участие системы адаптивного иммунитета в контроле образования и роста опухолей предполагает наличие на опухолевых и на презентирующих клетках специфических антигенов, распознающихся Т-клетками. Хотя термин "опухолевые антигены", объединяющий как антигены, продуцируемые эпителиальными злокачественными опухолями, так и антигены гемопоэтических опухолей, более точен, часто говорят о "раковых антигенах", не обязательно имея в виду именно эпителиальные опухоли. Кроме того, во многих случаях распознавание некоторых антигенов иммунной системой пациента коррелирует с возникновением и течением болезни (такие антигены также иногда называют раковыми), вместе с тем, их аномальная продукция клетками опухоли не показана.

Вирусогенетическая теория рака, сформулированная основоположником отечественной онкоиммунологии Л.А. Зильбером в 50-е годы, не могла опираться на молекулярные механизмы иммунологического узнавания с участием лимфоцитов. Однако с точки зрения современных знаний она хорошо сочетается с представлениями об опухолевых антигенах, в качестве которых могут выступать вирусные белки. Тем не менее, одним из первых опухолевых антигенов, открытым учеником Л.А. Зильбера - Г.И. Абелевым, был не вирусный, а аутологичный эмбриональный белок -а-фетопротеин.

Другим основополагающим открытием в онкоиммунологии, сделанным Т. Буном, было обнаружение меланомных антигенов семейства MAGE. Значение этого важнейшего открытия далеко выходит за рамки системы, в которой оно было сделано. Дальнейшее изучение так называемых раково-гаметных антигенов привело к выявлению целого класса генов с неизвестными функциями, которые транскрибируются в семенниках, отчасти в яичниках и плаценте, и не экспрессируются, либо почти не экспрессируются ни в каких видах соматических клеток, кроме опухолевых. Важно отметить, что система, в которой были открыты MAGE-антигены, предполагала, что они способны узнаваться Т-клетками, т.е. предположительно могли быть использованы и как мишени для иммунотерапии.

Виды опухолевых антигенов

Среди антигенов, продуцируемых раковыми клетками, обычно выделяют Т- и В-клеточные. Это деление отражает как различие в механизмах процессинга и представления антигенов для распознавания В- и Т-лимфоцитами, так и основанные на этих механизмах различные для двух классов антигенов экспериментальные подходы к их идентификации. Т- и В-лимфоциты распознают разные эпитопы, даже если они происходят из одного и того же антигенного белка. Корреляция между В- и Т-клеточным ответом на опухолевые антигены носит весьма ограниченный характер: наличие у пациента высокого титра антител на какой-либо белок, синтезируемый в опухоли, далеко не всегда является индикатором наличия у того же пациента цитотоксических лимфоцитов, специфических к этому белку (не говоря уже об эффективном Т-клеточном ответе против опухоли), и наоборот.

Опухолевые антигены, распознаваемые иммунной системой, также можно разделить на классы или типы на основании предполагаемой причины их иммуногенности. За исключением белков, кодируемых мутированными генами, все остальные антигены, представляют собой нормальные белки организма. Казалось бы, распознавание таких белков иммунной системой невозможно в силу иммунологической толерантности, механизм которой связан с селекцией Т-лимфоцитов в тимусе. Однако можно предположить, что для некоторых антигенов (в первую очередь, раково-эмбриональных и раково-гаметных) негативной селекции Т-клеток, распознающих антигены с "требуемой" низкой аффинностью, не происходит вследствие низкого уровня продукции этих антигенов клетками эпителия тимуса.

Важно отметить, что многие раковые антигены имеют четко установленные, возникшие в результате естественного отбора, функции в биологии нормальной клетки. Как указал Р. Меджитов, естественный отбор специализированных механизмов детекции опухолей иммунной системой. Во всяком случае, пока убедительно не выявлено ни одного антигена, который был бы продуктом такого отбора.

Точное знание репертуара специфических антигенов, продуцируемых опухолью (вне зависимости от "первичной" клеточной функции таких антигенов), крайне важно для решения центральной проблемы специфической иммунотерапии рака - преодоления иммунологической толерантности. Последняя регулируется не только путем контроля репертуара Т-лимфоцитов, но и с помощью дополнительных механизмов, в частности, регуляторными (супрессорными) Т-клетками.

 

 

ПРОТИВООПУХОЛЕВЫЙ ИММУНИТЕТ

Раковая клетка несет на себе чужеродные вирусные белки или собственные измененные белки. Она распознается Т-цитотоксическими лимфоцитами и при участии остальных механизмов иммунной системы уничтожается. Кроме Т-цитотоксических лимфоцитов, раковые клетки распознаются и уничтожаются другими киллерными клетками: NK, Pit-клетками, В-киллерами, а также К-клетками, чья цитотоксическая активность зависит от антител. В качестве К-клеток могут" функционировать полиморфноядерные лейкоциты; макрофаги; моноциты; тромбоциты; мононукле-арные клетки лимфоидной ткани, лишенные маркеров Т- и В-лимфоцитов; Т-лимфоциты, имеющие Fc-рецепторы для IgM.

Страницы:1234следующая →
Краткое описание
Онковирусология берет свое начало с замечательного открытия американского ученого Пэйтона Рауса, который в 1911 г. впервые продемонстрировал возможность вызывать опухоли у птиц с помощью бесклеточного фильтрата. Вирус, содержавшийся в фильтрате и вызывавший у кур развитие сарком, позже был назван именем исследователя, т.е. вирусом саркомы Рауса, а сам ученный в 1966г. был удостоен Нобелевской премии.
Содержание
содержание отсутствует