Вопрос о природе различий между опухолевыми и нормальными клетками может быть разделен на две части:
а) в чем проявляется изменение генома (т. е. совокупности генетического материала) опухолевой клетки, определяющее передачу опухолевых свойств клеткам - потомкам при делении;
б) к каким нарушениям функций и структуры клетки (фенотипическим изменениям) приводят эти изменения генома.
Разумеется, когда мы говорим о генетических изменениях, приводящих к опухолевой трансформации, речь идет об изменениях соматических клеток, т. е. отдельных клеток сформированного многоклеточного организма. Изменения, о которых идет речь, отличают опухолевые клетки от нормальных клеток данного организма. На уровне современных знаний можно представить себе три типа генетических изменений, приводящих к появлению опухолевых клеток: интеграция вирусного генома в геном клетки, мутации и так называемые эпигеномные изменения.
Предположение о том, что интеграция вирусного генома в геном нормальной клетки является основой вирусного канцерогенеза, лежит в основе так. называемой вирусогенетической концепции, предложенной Л. А. Зильбером в 1945 г. При такой интеграции ДНК вируса соединяется с одним или несколькими участками ДНК клеточных хромосом. Интегрированная вирусная ДНК реплицируется и передается потомкам при делении вместе с ДНК клетки. В настоящее время доказано, что интеграция вирусного генома происходит при опухолевой трансформации клеток ДНК-содержащими онкогенными вирусами (аденовирусы), а также при трансформации РНК-содержащими онкогенными вирусами (онкорнавирусы). Интеграции РНК-содержащих вирусов в геном клетки предшествует образование ДНК, которая является копией вирусного генома, при помощи специального фермента - обратной транскриптазы. Трансформирующим действием обладают вирусы, в состав которых входит определенный ген (онкоген). Принципиальный интерес представляют опыты с трансформацией клеток в культуре особыми мутантами РНК вирусов, обладающими температурной чувствительностью. У таких мутантов онкоген дает активный продукт лишь при определенной температуре. Клетки, содержащие геном таких вирусов, проявляют трансформированные свойства лишь при той температуре, при которой активен продукт вирусного онкогена; при переносе таких клеток в температуру, где этот продукт неактивен, они обратимо нормализуются.
Гипотеза о том, что в основе возникновения опухолевых клеток лежат мутации, была предложена еще в 1914 г. Бовари. В генетике различают генные мутации и хромосомные перестройки. В настоящее время имеются надежные данные о присутствии в опухолевых клетках многих типов изменений второго типа - перестроек структуры хромосом; эти изменения обнаруживают путем исследования морфологии хромосом опухолевых клеток. Вопрос о существовании, специфических генных мутаций, отличающих опухолевые, клетки от нормальных, остается неясным из-за методических трудностей, с которыми связано их обнаружение. Примером специфичных хромосомных изменений, характерных для определенного типа новообразования, является так называемая филадельфийская хромосома, обнаруживаемая в большинстве лейкозных клеток приблизительно у 70% больных хроническим миелоидным лейкозом. Филадельфийская хромосома - перенос части материала хромосомы 22 на хромосому 9 (реже на иную хромосому). Филадельфийскую хромосому не обнаруживают при других формах новообразований. К другим характерным хромосомным изменениям относится также перенос части материала с хромосомы 8 на хромосому 14, наблюдаемый при так называемой лимфоме Беркитта, и некоторые другие перестройки. В некоторых опухолях обнаруживают значительные вариации числа хромосом и морфологии этих хромосом в отдельных клетках популяции. Регулярное обнаружение хромосомных изменений определенных типов при некоторых формах новообразований заставляет предполагать, что именно эти изменения ответственны за патологические свойства клеток при этих формах опухоли.
Этим термином обозначают стойкие изменения генетических свойств, сопровождающие дифференцировку клеток при эмбриональном развитии. Такие изменения отличают клетки одной ткани в данном организме от клеток другой ткани того же организма. Эти изменения стойки и сохраняются в ряду клеточных поколений: например, в культурах размножающиеся нормальные клетки могут длительно сохранять свои специализированные свойства. Вместе с тем эпигеномные изменения, в отличие от мутаций и интеграции вирусных геномов, по-видимому, не связаны с необратимыми изменениями клеточной ДНК. Ряд исследователей предполагают, что опухолевые клетки отличаются от нормальных эпигеномными изменениями. Иными словами, возможно, что возникновение опухолевых клеток представляет собой процесс типа патологической дифференцировки. Изменение дифференцировки является характерной чертой многих опухолевых клеток; при изменении условий существования опухолевые клетки могут превратиться в зрелую дифференцированную ткань.