Контроль клеточного цикла как основа химиотерапии. Динамика Гомперца

Все живые существа имеют врожденную способность размножаться и прекращают размножение по различным причинам. По-видимому, контроль обеспечивается по неизвестному механизму обратной связи, возможно, вследствие контактного феномена (при большом скоплении клеток). На основе знаний принципов роста клеток разработаны методы химиотерапии (XT); при этом использовались различия в характеристиках роста нормальных и злокачественных тканей. Нормальные ткани преимущественно разделяются на три категории: статические, растущие и обновляющиеся. Статическая популяция клеток в основном хорошо дифференцирована и после периода пролиферации в эмбриональный период редко подвергается размножению у взрослых индивидуумов. К статическим тканям относятся нейроны и скелетная мускулатура.

Вследствие редкости клеточного деления маловероятно, что эти клетки будут повреждаться при химиотерапии (XT), мишенью которой служат быстро размножающиеся клетки. Популяции растущих тканей обычно также пассивны во взрослом состоянии, но в отличие от статической популяций они сохраняют способность к быстрой пролиферации в ответ на стресс или повреждение. Типичные примеры растущих тканей — гепатоциты и эндотелий. Обновляющиеся ткани обладают наибольшей чувствительностью к повреждениям, вызванным химиотерапевтическими препаратами. При злокачественном росте клетки не прекращают размножение, когда достигают критической массы. Такой нерегулируемый рост появляется вследствие сочетания потери контролирования клеточного цикла и повреждения нормальных апоптотических механизмов.

Несмотря на неконтролируемый рост, злокачественное клеточное деление не происходит быстрее нормального клеточного деления. В основном рост опухолей характеризуется динамикой Гомперца: поскольку опухоль увеличивается, время, необходимое для удвоения, также постепенно увеличивается. Таким образом, по-видимому, па ранних стадиях опухолевые клетки растут экспоненциально, но как только увеличивается опухолевая масса, прогрессивно увеличивается и время удвоения, хотя у человека оно может сильно различаться.

Например, эмбриональные опухоли и некоторые лимфомы имеют сравнительно короткое время удвоения (20—40 дней), тогда как аденокарциномы и плоскоклеточный рак — относительно долгое (50 — 150 дней). Были даны три объяснения этого пролонгированного времени удвоения:
1) увеличение времени прохождения клеточного цикла (времени от одного митоза до другого);
2) уменьшение количества клеток, участвующих в процессе деления в опухоли;
3) увеличение гибели опухолевых клеток вследствие недостаточного количества питательных веществ и кровоснабжения.