Биологические особенности, характерные для опухолевых клеток в организме, выявляются также и при выращивании их в клеточных культурах. В таких культурах нормальные клетки образуют подобие ткани: на подложке формируется пласт из одного слоя клеток (монослой), ориентированных относительно друг друга. Если подложка не является плоской, а содержит какие-либо выпячивания, волокна, бороздки, то клетки ориентируются вдоль структур этой подложки, подобно тому, как в организме они ориентируются вдоль коллагеновых волокон (контактная ориентировка). Многие типы культур опухолевых клеток в отличие от нормальных не ориентируются относительно друг друга, образуют многослойные структуры и теряют способность реагировать на геометрическую форму подложки.
Для размножения ряда типов опухолевых клеток в культуре требуются более низкие концентрации сыворотки, ионов кальция, кислорода, глюкозы. Снижение пороговых концентраций веществ, необходимых для роста, делает размножение опухолевых клеток менее зависимым от состава окружающей их среды; в организме такое снижение дает этим клеткам преимущество в конкуренции с нормальными клетками.
В культурах нормальных клеток размножение контролируется местной «плотностью клеточного населения», густотой культуры: чем гуще культура в данном месте, тем сильнее замедляется размножение клеток за счет увеличения периода митотического цикла. У опухолевых клеток чувствительность к такому «зависимому от плотности торможению размножения» нарушается: такие клетки дают в культурах очаги с более высокой плотностью «клеточного населения», чем нормальные клетки. Весьма важно исследовать изменения чувствительности клеток к таким влияниям в ходе канцерогенеза. У опухолевых клеток может нарушаться чувствительность клеток не только к физиологическим регулирующим влияниям, но и к тормозящим рост воздействиям, с которыми нормальные предки опухолевых клеток никогда не сталкивались. Примером является приобретение клетками соединительной ткани нечувствительности к угнетающему рост действию канцерогенных полициклических углеводородов. Такую нечувствительность клетки приобретают после опухолевой трансформации, вызванной самыми разнообразными агентами (пластмассовые пластинки, канцерогенные углеводороды, вирусы).
Как уже отмечалось, все перечисленные особенности раковых клеток (автономия, анаплазия, способность к инвазивному росту, метастазированию) могут нарастать в процессе развития опухоли. В эксперименте такие изменения особенно легко проследить, сравнивая свойства трансплантируемых опухолей в разных пассажах. Стойкое, постепенно прогрессирующее нарастание опухолевых свойств клеток называют прогрессией опухоли. Экспериментальные и клинические исследования позволили сформулировать принцип независимой прогрессии признаков опухоли, согласно которому разные свойства опухоли прогрессируют до известной степени независимо друг от друга. Так, возрастание автономности опухоли (например, превращение гормонально зависимой опухоли в независимую) может не сопровождаться одновременным увеличением морфологической анаплазии, появление способности к метастазированию не всегда идет параллельно появлению способности к инвазивному росту. В клеточных культурах путем применения специальных методов отбора удается выращивать варианты опухолевых клеток, у которых степень отличий определенных свойств от нормы уменьшена по сравнению с исходными раковыми клетками. Возможность такой реверсии опухолевых свойств свидетельствует о том, что опухолевая прогрессия обратима.
Статью подготовил и отредактировал: врач-хирург Пигович И.Б.