Transformarea in vitro - experimente de cancer și ipoteze

Pagina 51 din 80

În mod tipic, virusurile tumorale nu pot numai să "mănânce" găuri în stratul celulelor corespunzătoare, ci și să încalce ordinea strictă în cultura țesuturilor.






Multe celule cultivate în cultura țesuturilor respectă ordinea generală: ele se împart doar atâta timp cât există loc. Dacă se formează un strat gros de celule, fiziologia este întreruptă: contactele apropiate între celule împiedică mitozele noi (fenomenul de "inhibare a contactului").
Celulele infectate cu virusuri tumorale refuză uneori să respecte aceste reguli: ele continuă să crească, chiar "târându-se" pe vecini și formând straturi inegale. Astfel de semne morfologice deja în sine seamănă într-o oarecare măsură cu tumori mici. Mai mult decât atât, se demonstrează în esență că grămezile care se așează unul pe celălalt nu sunt decât celule reale de tumoare. Dacă sunt implantate de un recipient adecvat (un animal din aceeași tulpină inbredă din care celulele au fost inițial luate pentru o anumită cultură), atunci animalul produce tumori reale.
Cu alte cuvinte, "celulele cu creștere aleatorie" sub influența unui virus tumoral sunt transformate în celule tumorale (Figura 40).
Semne ale unei celule transformate

1. Creșterea ratei de creștere.
2. Posibilitatea pasajului nelimitat în cultura țesuturilor ("linia permanentă").
3. Pierderea inhibiției de contact ("îngroșarea celulelor" și "creșterea haotică").
4. Formarea de antigeni specifici virusului.
5. Formarea tumorilor cu compatibilitate imunologică.

Transformarea și moartea celulară

Transformarea și moartea celulelor poate însoți reciproc: dacă celulele embrionare de șoarece infectate cu virusul polyoma, în plus față de iluminare din stratul de celule se poate observa neordonat caracteristică celulelor.
Dar moartea și transformarea celulelor sunt procese atât de diferite încât sugerează existența a două tipuri diferite de viruși. În acest caz, virușii, izolați din zonele iluminării individuale, par să fi cauzat doar iluminarea, dar nu transformarea.
Cu toate acestea, experiența a arătat contrariul: transformarea și distrugerea celulelor s-au însoțit reciproc, chiar și atunci când virionii au fost izolați de o singură iluminare. În consecință, același virus poate provoca atât o infecție productivă, cât și o transformare.

Celulele pot alege între producerea virusului și transformarea acestuia

Decizia dacă celula va participa la producerea de viruși cu dezintegrare ulterioară sau va suferi transformări și devine tumoare depinde în mare măsură de celula țintă. Sunt cunoscute liniile celulare care sunt predominant lizate de virusul SV40 și cele care sunt transformate predominant (vezi figura 40).
Nu numai că proprietățile ereditare ale celulei joacă un rol, ci și starea fiziologică. Transformarea virală este mult mai ușor de dezvoltat, împărțind celulele decât celulele care se odihnesc (așa-numitele celule staționare). ADN-ul viral este probabil mai ușor de integrat în ADN-ul celulei în timpul replicării sale. Aceasta înseamnă că este importantă nu numai linia celulară, ci și faza ciclului celular.
Desigur, celulele nu sunt complet libere „decizie“ în cazul în care celulele tratate un exces de SV-40, care de obicei duce la o transformare a infecției (multiple), poate avea loc producerea virusului „interzise“.
Într-o celulă, pot fi produse câteva mii de particule de virus, iar celulele transformate, dimpotrivă, nu conțin deloc un virus.

Viroșii mascate

Strict vorbind, nu este nimic surprinzător în faptul că celulele transformate nu mai conțin virusul. Acest fapt este de acord cu datele anterioare că, în cazul tumorilor induse de virus, virusul nu este adesea observat. (Deci, papilloma rapid crescândă a lui Shope în iepurii interni nu mai conține virusul lui Shoup.)
Există două explicații posibile aici:

1. Virușii provoacă o transformare, dar nu mai sunt necesari pentru a forma o celulă tumorală. În consecință, virușii nu se pot ascunde numai, ci chiar dispar.
2. Dar, așa cum sa dovedit, deși virușii se pare că se ascund, nu se pierd: intră în celulă și trăiesc în ea într-o formă "deghizată".

Un model clasic de astfel de "mascate" viruși sunt bacteriofagi. Fagii sunt viruși care se înmulțesc în bacterii și lizează celulele bacteriene. Cu toate acestea, reproducerea și lizarea nu apar întotdeauna. Uneori există o așa numită "infecție tăcută" 1. la care fagul pătrunde în celulă, dar nu-l distruge. Descendenții unor astfel de celule bacteriene infectate par a fi sănătoși, dar pot începe brusc producția violentă de particule de fagi și sunt distruse.
* În literatura medicală internă, se adoptă termenul "infecție latente". - Notă. Ed.
Diferiți factori determină o astfel de explozie întârziată: iradierea cu radiații ultraviolete, iradierea cu raze X, peroxizii, coloranții diferiți și substanțele cancerigene.
În celulele bacteriene latente-infectate, virusul nu este detectat, dar după lizie apare dintr-o dată din abundență. În astfel de celule, părea să hiberneze, dar totuși a luat parte la toate diviziunile celulare și, astfel, sa comportat ca o genă.
bacterii și fagilor „Uniunii“ poate fi asemănat cu „căsătorie“, care la un moment dat se descompune sub influența factorilor externi: genomul viral „preia controlul“ și începe să se ocupe exclusiv cu multiplicarea fagului. Proprietarul livrează toate liniile și energia transportoarelor de asamblare la serviciul fagului și, eventual, moare.
ADN-ul virusurilor tumorale seamănă de la distanță de astfel de fagi latenți. Virusul polyoma și SV-40, de asemenea, nu dispar complet din celulele transformate. Chiar și în celule tumorale aparent fără virus, există "urme proaspete" care indică prezența virusului.

În urma virușilor "mascați": antigeni specifici virusului

Primele urme au fost detectate datorită metodelor imunologice: celulele transformate cu un virus conțin antigene care sunt absente în celulele normale. Ele diferă în funcție de virusul care a cauzat transformarea. Astfel, au fost detectate antigeni specifici virusului polyoma sau SV-40
Antigenii specifici virusului au fost descoperiți în nucleul celulelor transformate și numiți antigeni T (antigeni tumorali). Hamsterii cu tumori induse de virusul polyoma, produc anticorpi împotriva specific în legătură cu antigenele nucleare polyomavirus. Dacă colorantul fluorescent pentru a le eticheta, antigenii pot fi observate la microscop: celule cu T-antigen după incubare cu anticorpii marcați sunt caracterizați printr-un nucleu fluorescent luminos, în timp ce fără antigene celule rămân întunecate.
Antigenul T nu este o componentă a virusului, cum ar fi, de exemplu, proteina din plicul său. Funcțiile sale nu au fost încă clarificate. Studiile recente au arătat că celulele tumorale induse de virusuri nu conțin întotdeauna antigene T. În consecință, ele nu sunt necesare pentru transformare.






Antigenii specifici virusului pot fi de asemenea localizați pe membrana celulară a celulelor transformate (antigene de respingere a transplantului - APOT). Ei sunt responsabili pentru respingerea tumorilor virale transplantate. Așa cum am văzut în capitolul precedent, este posibilă dezvoltarea, deși limitată, a imunității împotriva tumorilor virale transplantate. Dacă încercați să introduceți aceeași a doua tumoră virală unui animal rezistent, atunci celulele tumorii transplantate nu vor fi altoite (cu condiția să nu fie inserate prea multe celule).
Localizarea acestor antigene de transplant pe membrana celulară a fost bine studiată.

1. Este general acceptat faptul că antigenele de transplant sunt situate pe suprafața celulei. Doar în acest caz, este posibilă o reacție directă între celulele transplantate și celulele de apărare imună.
2. Reacțiile imune pot fi cauzate nu numai de celulele intacte transformate, ci și de "umbre". "Umbrele" celulelor se numesc cochiliile lor cu conservare suficient de buna a structurilor de suprafata, obtinute prin umflarea celulelor si ruptura lor in solutie salina hipotonica.

Substanțele antigenice ale particulelor virale (subunități de proteine) nu sunt identice cu antigenele AROT. Antigenii AROT sunt produși de o celulă transformată în conformitate cu instrucțiunile emise de genomul viral. Diferitele tipuri de celule produc aceleași antigeni atunci când sunt transformate de același virus (vezi pagina 167).
În plus față de antigene care sunt detectate în timpul transplantului de suprafață, există de asemenea antigene care pot fi detectate direct in vitro (testul de aglutinare, anticorpi marcați cu fluoresceină). Astfel de antigeni sunt adesea numiți antigeni S.
Să luăm acum în considerare semnificația biologică a antigenelor de transplant. Transplantul și respingerea transplantului sunt o situație creată artificial, ca să spunem așa, un caz biologic excepțional, posibil numai în condiții experimentale. Cu toate acestea, există indicii fiabile că substanțele specifice virusului, cum ar fi antigenii de transplant, joacă un rol în dezvoltarea "normală" a tumorii virale.
Structurile antigenice modificate ale celulei tumorale împiedică sistemul imunitar de apărare al gazdei. Celulele transformate sunt considerate "noi", "străine" și mecanismele de protecție sunt activate. Sub influența virusului, unele celule ale corpului devin "străine", ceea ce se reflectă în următoarele:

1. Celulele care au devenit străine cad din sistemul unui organism holistic: încetează să se supună regulilor "societății", devin tumori.
2. Dar se datorează faptului că celulele au devenit străini pe care proprietarul le are ocazia să le distrugă ca material extraterestric.

Conform acestei teorii, S-antigeni sunt în centrul oncogeneză virale: cele mai multe celule înstrăinăm datorită acestor antigene, cu atât mai ușor timid departe de semnalele de reglementare normale. Cu toate acestea, această circumstanță slăbește poziția lor față de sistemul imunitar al corpului. Relația este evidentă, deși nu a fost încă testată riguros experimental.
Antigenii specifici virusului nu sunt singurele "amprente" ale virusurilor tumorale în celulele transformate. Mai ales prezența acizilor ribonucleici specifici virusului virusului dă afară.

Urmând virusurile ADN tumorale "mascate": acizi ribonucleici specifici virusului

Celulele tumorale transformate produc ARN-ul de informații specifice virusului. Detecția acestui ARN se realizează prin așa-numita hibridizare a ADN-ului cu ARN. Aici este necesar să facem o scurtă deviere în teorie pentru a înțelege esența acestei metode.
ARN-ul de informații obține informații genetice din ADN, iar secvența de nucleotide din acesta este determinată de secvența nucleotidică a ADN-ului.

ADN viral este reținut în celulele transformate

Prezența ADN-ului viral în celulele transformate este indicată nu numai prin detectarea ARN-ului de informații specifice virusului; ADN viral a fost detectat prin metode directe.
Dovezile se bazează din nou pe metoda combinării ADN complementar și ARN. Pentru aceasta, în primul rând, este necesar să se obțină un ARN de informații virale, care să fie folosit ca indicator al ADN-ului viral. Acest ARN poate fi izolat dintr-un amestec de celule ARN de informație și virus extras din celulele de informare.
Westphal a ales un mod mai elegant: a sintetizat ARN-ul de informații SVK. În acest scop, el a folosit o enzimă care polimerizează ribonucleotidele până la polinucleotide (ARN) în conformitate exactă cu ADN-ul așa-numit "semințe" (polimeraza ARN dependentă de ADN). Secvența nucleotidelor dintr-un astfel de ARN sintetic se dovedește a fi complementară secvenței de nucleotide utilizate de ADN-ul sămânță. Dacă, totuși, ADN-ul viral este luat ca "semințe", se poate obține ARN specific virusului.
Astfel de ARN de sinteză a informațiilor virale sintetice poate fi legat la ADN-ul unei celule transformate cu virusuri tumorale; cu ADN-ul celulelor normale de legare nu apare. Din aceasta rezultă că ADN-ul viral este prezent în mod constant în celula transformată. Astfel, virusul "mascat" nu este altceva decât un "ADN viral gol" sau "miez" al unei particule virale. Conform estimărilor preliminare, există 10-50 copii virale per celulă. Toate copiile sunt localizate în nucleul celulei. Dacă ne amintim că transformarea are mai mult succes în acele faze ale ciclului celular, când sinteza este efectuată
ADN, este ușor de acceptat presupunerea că ADN-ul viral este încorporat în ADN-ul celulei gazdă. Cu fiecare diviziune celulară, ADN-ul viral este împărțit împreună cu întregul ADN al celulei. În caz contrar, ar trebui să dispară treptat și nu ar putea fi găsit.
În cel mai strict sens al cuvântului, metoda de hibridizare a acizilor nucleici demonstrează numai că cel puțin o parte din ADN-ul viral este stocată în celula transformată. Metodele noi ne permit să facem generalizări mai largi: se demonstrează că întregul genom al virusului SV-40 rămâne în celula transformată.

Demascarea virusului tumoral: fuziunea celulelor provoacă producerea unui virus

În ultimii ani, a fost posibilă realizarea fuziunii celulelor de mamifere (Efrussie, Harris). În acest caz, se formează celule care au la început două sau mai multe nuclee; după un timp, se formează un nucleu care conține cromozomii ambelor celule parentale.
În natură, o astfel de fuziune a celulelor organismelor superioare este o raritate. Este posibil să se observe numai în cazuri speciale, când "supercelul", care a apărut ca urmare a fuziunii, are un avantaj în selecție în comparație cu celulele parentale obișnuite. Totuși, o astfel de fuziune poate fi realizată artificial prin tratarea celulelor cu virusul Sendai. Acest virus, numit după oraș în Japonia și care cauzează, de obicei, o boală ca gripa, poate declanșa fuziunea celulară în culturi: pare să conțină un "factor de fuziune" care afectează în mod specific pereții celulelor. De asemenea, fuziunea celulelor poate fi cauzată de virusul Sendai "mort" (inactivat prin radiație ultravioletă). În acest din urmă caz, nevoia de a "opri" producerea virusului după fuziunea celulelor este eliminată.
Folosind metoda descrisă, Koprowski a reușit să fuzioneze o întreagă serie de celule transformate (aparent fără virus) cu celule normale, în care este posibilă producția de viruși. Producția virusului a început în hibrizii celulelor multinucleare astfel formate. O celulă "productivă" normală transformă virusul "mascat" al celulei transformate într-un virus productiv (vezi Figura 40).
În timpul experimentelor sa constatat că:
1) în celulele transformate, întregul genom al virusului poate persista, deoarece fuziunea celulelor determină formarea de particule virale complete;
2) Aparent, în celula transformată, nu există reacții necesare pentru producerea particulelor virale complete. În celula transformată nu există o sinteză a stratului proteic și, în consecință, producerea în masă a ADN-ului viral. Prin urmare, se poate presupune că celula transformată (cel puțin în acest sens) menține virusul sub control.

Trimiteți-le prietenilor: