Официальный дистрибьютор компании ООО "Центр регион"

III. МУТАЦИИ И КАНЦЕРОГЕННОСТЬ

Каждая злокачественная опухоль начинается с перерождения одной нормальной клетки собственного организма за­болевшего. Переродившаяся клетка приобретает новые свойства и передает их своему потомству. Об этом уже говорилось выше. В биологии в целом и в одном из ее разделов — генетике — скачкообразные изменения наследственных признаков носят название мутаций.

«Термин мутация введен Де Фризом, изучавшим изменчивость и наследственность у растений и определившим му­тацию как "скачкообразное изменение наследственного признака"» (Г. Шлегель, «Общая микробиология», 1987).
«В классической генетике мутацией называется скачкообразное изменение наследственно обусловленного призна­ка. Мутации возникают внезапно, без переходных состояний по сравнению с исходной формой признака. Они устойчивы во времени и происходят применительно к одному признаку в различных направлениях. Одна и та же мутация может воз­никать повторно» (В. Н. Ярыгин, «Биология», 1985).

Биология констатирует: возникают мутации и у высших организмов, в том числе у человека. Хорошо это или плохо?
В специальной и научно-популярной литературе мутации рассматриваются как благо, позволившее эволюции со­здать все разнообразие животного и растительного мира и максимально приспособить его представителей к условиям обитания.

«Теория Ламарка о наследовании приобретенных адаптивных признаков в отношении высших организмов оказа­лась несостоятельной. Получила признание теория Дарвина, согласно которой новые типы и виды возникают в результа­те мутаций, не зависящих от среды, с последующим отбором наиболее приспособленных форм. У высших организмов пе­редающиеся потомкам мутации происходят в половых клет­ках, в значительной мере защищенных от воздействия сре­ды» (Г. Шлегель, 1987).
«Спонтанной (самопроизвольной) называют мутацию, которая происходит вне прямой связи с каким-либо физическим или химическим фактором внешней среды. Если мута­ции вызываются намеренно, воздействием на организм фак­торами известной природы, они называются индуцированными. Агент, индуцирующий мутации, называют мутагеном» (В. Н. Ярыгин, 1983).

Выше приводилась оценка Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ): в 85—90 % случаев возникновение рака у людей вызывают химические факторы окружающей сре­ды. Кроме того, рак провоцируют внешние физические кан­церогены и онкогенные вирусы. Следовательно, в абсолютном большинстве случаев в возникновении рака у людей по­винны индуцированные в организме мутации, особенно те из них, которые индуцированы химическими мутагенами.
Вообще большинство мутаций генетика считает вредными. К таким вредным мутациям относятся и все перерожде­ния нормальных клеток организма - в злокачественные. При­чем такие перерождения могут возникать и спонтанно, т. е. без воздействия внешних канцерогенных факторов, без воз­действия внешних мутагенов. Доля полезных мутаций столь мала, что считается допустимым принимать во внимание одну полезную мутацию на миллион вредных. В этом вопросе современная иммунология входит в противоречие с
генетикой, так как вся полезная деятельность иммунной системы в организме построена на многочисленных полезных для этого организма мутациях лимфоцитов.
Разумеется, при таких условиях в ходе эволюции были выработаны определенные способы борьбы с вредными мутациями на клеточном уровне, составляющие естественный антимутационный барьер, ограничивающий проявле­ния мутаций в фенотипе (т. е. совокупности признаков и свойств) особей.
Существует антимутационный барьер и на уровне генотипа — репарация, или коррекция, молекулярных нарушений структуры ДНК. Измененный участок наследственного материала (молекулярные нарушения ДНК, вызываемые различными физическими и химическими факторами) устраняется путем вырезания повреждения «с запасом в обе стороны» из одной нити ДНК с последующим восстановле­нием вырезанного участка («заплата») этой нити по сохраняющейся второй комплементарной нити ДНК. Такая сис­тема репарации защищает человека, например, от повреж­дений генетического аппарата клеток ультрафиолетовым облучением.

«Эффективность репарации и других антимутационных барьеров с достаточной точностью не определена. Она зависит от природы повреждений ДНК и состояния клеток. Так, в клетках почек сирийского хомячка удаляется до 70 % из­мененных нуклеотидов» (В. Н. Ярыгин, 1985).

Все ли вредные мутации канцерогенны? Другими словами, можно ли поставить знак равенства между мутагенностью и канцерогенностыо, учитывая, что практически все му­тации (кроме иммунологических) вредны?
М. Д. Франк-Каменецкий («Самая главная молекула», 1988) увлекательно описывает историю получения ответа на этот вопрос, важный для проверки на канцерогенность новых химических соединений и, как мы полагаем, не менее важный для теоретических исследований, посвященных раковым заболеваниям и вопросам их профилактики.
Проверки химических веществ на канцерогенность и дорогостоящи, и длительны. Особенно важны такие проверки при испытаниях новых лекарств. Подопытных животных подвергают воздействию испытываемого препарата, после чего длительно следят за ними и одновременно за конт­рольными животными.
Обширный материал многочисленных трудоемких испытаний химических соединений на канцерогенность послу­жил Б. Эймсу (Калифорнийский университет, США) осно­ванием для разработки эффективного теста на канцероген­ность.
В 1975 г. Эймс предложил проверять химические вещества не на канцерогенность, а на мутагенность.
Для этого уже не было необходимости заниматься с животными и даже с культурой их клеток. Для испытаний го­дились бактерии, для которых давно разработаны методы быстрого подсчета темпа образования мутаций. Эймс еще усовершенствовал эти методы для проверки гипотезы, согласно которой мутагенность и канцерогенность — одно и тоже.
Эймс не мог использовать для испытаний непосредственные химические соединения, так как было известно, что в ряде случаев рак вызывают не сами химические вещества, а продукты их метаболизма в печени организма. Поэтому Эймс предварительно обрабатывал химические вещества эк­страктом из печени животных.
Ученый проверил таким образом триста веществ, известных как канцерогены, и ряд безвредных веществ. Оказалось, что между канцерогенностью и мутагенностью существует очевидная корреляция (зависимость).
Эймс получил убедительные результаты: 90 % канцерогенов оказались также сильными мутагенами и только 13 % соединений, не являющихся канцерогенами, оказывали му­тагенное действие.
Метод оказался очень эффективным для массовых испытаний химических соединений. Ведь Эймс с одним толь­ко помощником за короткое время испытал 300 соединений, для чего потребовались бы десятилетия труда многих лю­дей при использовании обычных методов.
Результаты работы Эймса таковы: он разработал эффективный и дешевый тест на канцерогенность и попутно показал, что канцерогены вызывают рак именно потому, что изменяют ДНК клетки, ее генетический материал.
Однако не эти результаты работы Б. Эймса будут интересовать нас в дальнейшем. Для нас будет важным практи­ческое равенство мутагенности и канцерогенности: Эймс доказал, что есть достаточно оснований считать каждую  мутацию канцерогенной. Именно этот результат работы Б. Эймса используется в наших исследованиях.
Считая практически каждую мутацию в организме человека канцерогенной, необходимо особо оговорить, что это положение не распространяется на мутации в лимфоидных клетках иммунной системы (подробнее об этом см гл.V), которые вообще могут выполнять свои функции именно бла­годаря полезным в данном случае мутациям.