11.3.3. Свойства опухолевых клеток in vitro

Многие свойства опухолевых клеток можно изучать in vitro вслед­ствие присущей им способности легко переходить в культуру, сохраняя опухолевый фенотип. В результате широкого использования различных клеточных линий оказалось возможным выяснить молекулярные механиз­мы канцерогенеза.

Изменения кариотипа и хромосомные аберрации. Одно из наи­более характерных свойств трансформированных клеток — разнообраз­ные изменения кариотипа (анэуплоидия, гиперплоидия), хромосомные аберрации (делеции, транслокации, амплификации) и мутации генов^ а также присутствие экстрахромосомных элементов, вовсе не встречаю­щихся в клетках нормальных. В опухолевом очаге, как правило, сосуще­ствуют клетки с различающимся кариотипом, чего никогда не бывает в нормальной ткани. В этом одно из самых характерных свойств опухоле­вой клетки — нестабильность ее генома.

Так, при цитогенетическом анализе зачастую обнаруживают специ­фическую связь между изменением кариотипа и определенным типом опухоли: например, делеция участка длинного плеча хромосомы 13 — при ретинобластоме, участка 11 р13 — при нефробластоме, длинного плеча хромосомы 17 — при раке молочной железы; появление так называемой филадельфийской хромосомы (транслокация участка длинного плеча хро­мосомы 9 на длинное плечо хромосомы 22) — при миелоидном лейкозе.

Столь специфическая связь позволяет подозревать локализацию именно в этих участках хромосом генов-супрессоров, повреждение (или удаление) которых способствует развитию опухолевого процесса. Дей­ствительно, детальные исследования подтверждают это предположение.

Признаки клеточной трансформации в культуре. Трансформи­рованные клетки (трансформация — превращение нормальной клетки в опухолевую), культивируемые in vitro, отличаются от нормальных многи­ми свойствами. Они способны расти в культуре при низкой концентрации сыворотки и в отсутствие ростовых факторов; их размножение ограниче­но, по-видимому, лишь питательными ресурсами среды; они постоянно пребывают в цикле деления (не переходя в фазу покоя G₀) и, если оста­навливаются в тех или иных его точках, то только из-за отсутствия пита­тельных веществ.

Трансформированные клетки способны неограниченно делиться в связи с отсутствием у них так называемого контактного торможения, что позволяет им размножаться многослойно (нормальные клетки, соприкос­нувшись своими поверхностями, прекращают деление, в результате чего формируется однослойная культура). У трансформированных клеток ос­лаблены адгезивные свойства — они утрачивают способность расплас­тываться на подложке и прочно прикрепляться к ней. Их деление пере­стает зависеть от прикрепления к твердому субстрату; они приобретают свойства размножаться в полужидкой среде и образуют так называемые суспензионные культуры. Последнее свойство коррелирует с опухолерод- ностью (способностью образовывать опухоли при имплантации живот­ным). Опухолеродность — главный отличительный признак трансформи­рованной клетки.

Иммортализация опухолевых клеток. Нормальные клетки труд­но перевести в культуру и практически невозможно поддерживать ее дли­тельно, поскольку после определенного числа клеточных делений (пас­сажей) их размножение постепенно замедляется, затем прекращается полностью и клетки в конце концов погибают (так называемый барьер Хейфлика). Число пассажей, которые клетки способны пройти в культу­ре, различно у разных видов и зависит от возраста животного, от которо­го эти клетки были исходно получены (чем моложе организм, тем больше возможное число пассажей). По-видимому, в клетке существует некий биологический счетчик числа делений, включающий программу старения и гибели по достижении какой-то критической величины.

В противоположность этому трансформированные клетки им- мортализованы, т.е. могут делиться неограниченно долго, не проявляя признаков старения. У них, кроме того, часто обнаруживают различные дефекты механизма апоптоза, в силу чего они способны выживать в ус­ловиях, гибельных для нормальных клеток. Благодаря этому свойству куль­туры опухолевых клеток можно поддерживать десятилетиями.