Det finns många skillnader mellan cancerceller och normala celler. Några av skillnaderna är välkända, medan andra bara har upptäckts nyligen och är mindre väl förstådda. Du kan vara intresserad av hur cancerceller är annorlunda när du klarar av din egen cancer eller hos en älskad man. För forskare, som förstår hur cancerceller fungerar annorlunda än normala celler, ligger grunden för att utveckla behandlingar som är avsedda att befria kroppen av cancerceller utan att skada normala celler.
Den första delen av denna lista diskuterar de grundläggande skillnaderna mellan cancerceller och friska celler. För dem som är intresserade av några av de svårare att förstå skillnaderna är den andra delen av denna lista mer teknisk.
En kort förklaring av proteinerna i kroppen som reglerar celltillväxten är också till hjälp för att förstå cancerceller. Vårt DNA bär gener som i sin tur är ritningen för proteiner som produceras i kroppen. Några av dessa proteiner är tillväxtfaktorer, kemikalier som berättar för celler att dela och växa. Andra proteiner arbetar för att undertrycka tillväxten. Mutationer i speciella gener (till exempel de som orsakas av tobaksrök, strålning, ultraviolett strålning och andra cancerframkallande ämnen) kan leda till onormal produktion av proteiner. Alltför många kan produceras, eller inte tillräckligt, eller det kan vara att proteinerna är onormala och fungerar annorlunda.
Cancer är en komplex sjukdom, och det är vanligtvis en kombination av dessa abnormiteter som leder till en cancercell, snarare än en enda mutation eller proteinavvikelse.
Cancerceller mot normala celler
Nedan är några av de stora skillnaderna mellan normala celler och cancerceller, som i sin tur står för hur maligna tumörer växer och reagerar annorlunda på omgivningen än godartade tumörer.
- Tillväxt -Normala celler slutar växa (reproducerande) när tillräckligt många celler är närvarande. Till exempel, om celler produceras för att reparera ett snitt i huden, produceras nya celler inte längre när det finns tillräckligt många celler för att fylla hålet; när reparationsarbetet är klart. Däremot slutar cancerceller inte att växa när det finns tillräckligt med celler närvarande. Denna fortsatta tillväxt resulterar ofta i att en tumör (ett kluster av cancerceller) bildas. Varje gen i kroppen bär en plan som kodar för ett annat protein. Några av dessa proteiner är tillväxtfaktorer, kemikalier som säger att cellerna växer och delar sig. Om genen som kodar för ett av dessa proteiner fastnar i "på" -positionen av en mutation (en onkogen), fortsätter tillväxtfaktorn proteiner att produceras. Som svar fortsätter cellerna att växa.
- Kommunikation - Cancerceller interagerar inte med andra celler som vanliga celler gör. Normala celler svarar på signaler som skickas från andra närliggande celler, som i huvudsak säger "du har nått din gräns." När normala celler "hör", signalerar de att de fortsätter att växa. Cancerceller svarar inte på dessa signaler.
- Cellreparation och celldöd -Normala celler repareras eller dör (genomgår apoptos) när de är skadade eller blir gamla. Cancerceller repareras inte heller eller genomgår inte apoptos. Till exempel har ett protein som heter p53 jobbet med att kontrollera om en cell är för skadad för att reparera och i så fall ge råd till cellen att döda sig själv. Om detta protein p53 är abnormt eller inaktivt (exempelvis från en mutation i p53-genen ) får gamla eller skadade celler reproduceras. P53-genen är en typ av tumör-suppressorgen som kodar för proteiner som undertrycker cellens tillväxt.
- Klibbighet -Normala celler utsöndrar ämnen som gör att de håller sig ihop i en grupp. Cancerceller misslyckas med att göra dessa ämnen och kan "flyta bort" till platser i närheten, eller genom blodbanan eller systemet av lymfkanaler till avlägsna områden i kroppen.
- Förmåga att metastasera (Spread) -Normala celler håller sig i kroppens område där de hör hemma. Till exempel förblir lungceller i lungorna. Cancerceller, eftersom de saknar vidhäftningsmolekylerna som orsakar klibbighet, kan resa via blodomloppet och lymfsystemet till andra delar av kroppen - de har förmåga att metastasera . När de anländer till en ny region (som lymfkörtlar , lungorna, levern eller benen) börjar de växa och bildar ofta tumörer långt bort från den ursprungliga tumören. (Läs mer om hur cancer sprider sig .)
- Utseende -Under ett mikroskop kan normala celler och cancerceller se ganska annorlunda ut. I motsats till normala celler uppvisar cancerceller ofta mycket mer variation i cellstorlek. Vissa är större än normalt och vissa är mindre än normalt. Dessutom har cancerceller ofta en abnorm form, både av cellen och av kärnan (cellens "hjärna"). Kärnan förekommer både större och mörkare än normala celler. Orsaken till mörkret är att kärnan i cancerceller innehåller överflödigt DNA. Uppe i närheten har cancerceller ofta ett onormalt antal kromosomer som arrangeras på ett oorganiserat sätt.
- Växthastigheten -Normala celler reproducerar sig och stoppar sedan när tillräckligt med celler är närvarande. Cancerceller reproducerar snabbt innan cellerna har haft en chans att mogna.
- Mognad -Normala celler mogna. Cancerceller, eftersom de växer snabbt och splittras innan cellerna är fullt mogna, förbli omogna. Läkare använder termen odifferentierad för att beskriva omogna celler (i motsats till differentierade för att beskriva mer mogna celler.) Ett annat sätt att förklara detta är att se cancerceller som celler som inte "växer upp" och specialiseras i vuxna celler. Graden av mognad av celler motsvarar "graden" av cancer . Cancers graderas på en skala från 1 till 3 med 3 som är mest aggressiva.
- Försvinnande immunsystemet - När normala celler skadas identifierar immunsystemet (via celler som kallas lymfocyter) och tar bort dem. Cancerceller kan förhindra (lura) immunsystemet tillräckligt länge för att växa till en tumör genom att antingen undvika upptäckt eller genom att utsöndra kemikalier som inaktiverar immunceller som kommer till scenen. Några av de nyare immunterapidemedicinerna behandlar denna aspekt av cancerceller.
- Fungerande -Normala celler utför den funktion som de är avsedda att utföra, medan cancerceller kanske inte är funktionella. Till exempel hjälper normala vita blodkroppar att bekämpa infektioner. I leukemi kan antalet vita blodkroppar vara mycket högt, men eftersom de vita vita blodkropparna inte fungerar som de borde kan människor vara mer utsatta för infektion även med förhöjt antal vita blodkroppar. Detsamma kan vara sant för producerade ämnen. Till exempel producerar normala sköldkörtelceller sköldkörtelhormon. Cancersköldkörtelceller ( sköldkörtelcancer ) får inte producera sköldkörtelhormon. I det här fallet kan kroppen sakna tillräckligt med sköldkörtelhormon ( hypotyreoidism ) trots en ökad mängd sköldkörtelvävnad.
- Blodtillförsel - Angiogenes är processen med vilken celler lockar blodkärl att växa och mata vävnaden. Normala celler genomgår en process som kallas angiogenes endast som en del av normal tillväxt och utveckling och när ny vävnad behövs för att reparera skadad vävnad. Cancerceller genomgår angiogenes även när tillväxt inte är nödvändig. En typ av cancerbehandling innebär användning av angiogenesinhibitorer-läkemedel som blockerar angiogenesen i kroppen i ett försök att hålla tumörer från att växa.
Fler skillnader mellan cancerceller och normala celler
Denna lista innehåller ytterligare skillnader mellan friska celler och cancerceller. För de som vill hoppa över dessa tekniska punkter, snälla gå till nästa underrubrik märkt med att sammanfatta skillnaderna.
- Undvikande av tillväxtundertryckare- Normala celler styrs av tillväxt (tumör) -undertryckare. Det finns tre huvudtyper av tumörsuppressorgener som kodar för proteiner som undertrycker tillväxt. En typ berättar för celler att sakta ner och sluta dela. En typ är ansvarig för att fixa förändringar i skadade celler. Den tredje typen är ansvarig för den ovan angivna apoptosen. Mutationer som resulterar i att någon av dessa tumörsuppressorgener är inaktiverad gör att cancerceller kan växa okontrollerade.
- Invasivitet -Normala celler lyssnar på signaler från närliggande celler och slutar växa när de inkräktar på närliggande vävnader (något som kallas kontaktinhibering.) Cancerceller ignorerar dessa celler och invaderar närliggande vävnader. Godartade (icke-cancerösa) tumörer har en fibrös kapsel. De kan skjuta upp mot närliggande vävnader, men de invaderar inte / blandar sig med andra vävnader. Cancerceller, däremot, respekterar inte gränser och invaderar vävnader. Detta resulterar i fingerliknande prognoser som ofta noteras på radiologiska skanningar av cancer tumörer. Ordet cancer kommer i själva verket från det latinska ordet för krabba som används för att beskriva den krabbformiga invasionen av cancer i närliggande vävnader.
- Energikälla -Normala celler får mest av sin energi (i form av en molekyl som heter ATP) genom en process som kallas Krebs-cykeln, och endast en liten del av sin energi genom en annan process som kallas glykolys. Medan normala celler producerar större delen av sin energi i närvaro av syre producerar cancerceller mest av sin energi i frånvaro av syre. Detta är resonemanget bakom hyperbariska syrebehandlingar som har använts experimentellt (med svåra resultat hittills) hos vissa personer med cancer.
- Dödlighet / odödlighet -Normala celler är dödliga, det vill säga de har en livstid. Celler är inte utformade för att leva för evigt, och precis som de människor de är närvarande i blir celler gamla. Forskare börjar titta på något som kallas telomerer , strukturer som håller DNA tillsammans i slutet av kromosomerna, för deras roll i cancer. En av begränsningarna för tillväxten i normala celler är längden av telomererna. Varje gång en cell delar sig blir telomererna kortare. När telomeren blir för kort kan en cell inte längre delas och cellen dör. Cancerceller har funnit ett sätt att förnya telomerer så att de kan fortsätta att dela. Ett enzym som kallas telomeras verkar för att förlänga telomererna så att cellen kan dela obestämt - i huvudsak bli odödlig.
- Möjlighet att "gömma" -Många undrar varför cancer kan återkomma år, och ibland decennier efter det verkar vara borta (speciellt med tumörer som östrogenreceptor-positiva bröstcancer.) Det finns flera teorier om varför cancer kan återkomma . I allmänhet anses det att det finns en hierarki av cancerceller, med vissa celler (cancerstamceller) som har förmåga att motstå behandling och ligga vilande. Detta är ett aktivt forskningsområde och extremt viktigt.
- Genomisk instabilitet -Normala celler har normalt DNA och ett normalt antal kromosomer. Cancerceller har ofta ett abnormt antal kromosomer och DNA blir alltmer onormalt eftersom det utvecklar en mängd mutationer. Några av dessa är förare mutationer, vilket betyder att de driver cellens omvandling till cancer. Många av mutationerna är passagermutationer, vilket innebär att de inte har en direkt funktion för cancercellen. För vissa cancerformer, bestämmer vilka drivmutationer som finns ( molekylär profilering eller gentestning ) att läkare kan använda riktade läkemedel som specifikt riktar sig mot tillväxten av cancer. Utvecklingen av riktade terapier som EGFR-hämmare för cancer med EGFR-mutationer är ett av de snabbast växande och utvecklande områdena för cancerbehandling.
De flera förändringarna som behövs för att en cell ska bli cancerös
Som noterats ovan finns det många skillnader mellan normala celler och cancerceller. Också anmärkningsvärt är antalet "kontrollpunkter" som måste kringgå en cell att bli cancerös.
- Cellen måste ha tillväxtfaktorer som föranleder det att växa även när tillväxt inte är nödvändig.
- Det måste undvika proteiner som leder celler för att sluta växa och dö när de blir onormala.
- Cellen måste undvika signaler från andra celler,
- Cellerna behöver förlora den normala "klibbighet" (vidhäftningsmolekyler) som normala celler producerar.
Sammantaget är det mycket svårt för en vanlig cell att bli cancer, vilket kan tyckas överraskande med tanke på att en av två män och en av tre kvinnor kommer att utveckla cancer i sin livstid. Förklaringen är att i den normala kroppen delas ungefär tre miljarder celler varje dag. "Olyckor" vid reproduktion av celler som orsakas av ärftlighet eller cancerframkallande ämnen i miljön under någon av dessa divisioner kan skapa en cell som efter ytterligare mutationer kan utvecklas till en cancercell.
Godartad mot maligna tumörer
Som noterats ovan finns det många skillnader i cancerceller och normala celler som utgör antingen godartade eller maligna tumörer. Dessutom finns det sätt att tumörer som innehåller cancerceller eller normala celler beter sig i kroppen. Några av dessa ytterligare skillnader noteras i denna artikel om skillnaderna mellan godartade och maligna tumörer .
Konceptet av cancer stamceller
Efter att ha diskuterat dessa många skillnader mellan cancerceller och normala celler kan du undra om det finns skillnader mellan cancercellerna själva. Att det kan finnas en hierarki av cancerceller, som har olika funktioner än andra, är grunden för diskussioner som ser på cancerstamceller som diskuterats ovan.
Vi förstår fortfarande inte hur cancerceller uppenbarligen kan dölja i år eller årtionden och återkommer sedan. Det anses av vissa att "generalerna" i hierarkin av cancerceller som kallas cancerstamceller kan vara mer resistenta mot behandlingar och ha möjlighet att ligga vilande när andra cancerceller från andra soldater elimineras genom behandlingar som kemoterapi. Medan vi för närvarande behandlar alla cancerceller i en tumör som identiska, är det troligt att behandlingarna i framtiden kommer att ta ytterligare hänsyn till några av skillnaderna i cancerceller i en enskild tumör.
Bottom Line på skillnader mellan normala celler och cancerceller
Många blir frustrerade och undrar varför vi ännu inte har hittat ett sätt att stoppa alla cancerformer i spåren. Förstå de många förändringar som en cell genomgår i processen att bli en cancercell kan hjälpa till att förklara några av komplexiteten. Det finns inte ett steg, men ganska många, som för närvarande behandlas på olika sätt. Förutom detta är det viktigt att inse att cancer inte är en enda sjukdom, utan snarare hundratals olika sjukdomar. Och även två cancerformer som är samma med avseende på typ och stadium, kan uppträda mycket annorlunda. Om det fanns 200 personer med samma typ och cancerfas i ett rum, skulle de ha 200 olika cancerformer från en molekylär synvinkel.
Det är dock till hjälp att veta att när vi lär oss mer om vad som gör en cancercell en cancercell får vi mer inblick i hur man stoppar den cellen från att reproducera och kanske till och med göra övergången till att bli en cancercell i det första plats. Framsteg görs redan på den arenan, eftersom riktade terapier utvecklas som diskriminerar mellan cancerceller och normala celler i deras mekanism. Och forskning om immunterapi är lika spännande, eftersom vi hittar sätt att "stimulera" våra egna immunsystem att göra vad de redan vet hur de ska göra. Hitta cancerceller och eliminera dem. Att bestämma hur cancerceller "döljer" sig och döljer har resulterat i bättre behandlingar och ovanligt kompletta remisser, för vissa personer med de mest avancerade fasta tumörerna.
> Källor:
> DeBaradinis, R. et al. Cancerens biologi: Metabolisk omprogrammering bränner celltillväxt och proliferation. Cellmetabolism . 2008. 7 (1): 11-20.
> National Cancer Institute. SEER Training Module. Cellbiologi av cancer. https://training.seer.cancer.gov/disease/cancer/biology/
> National Cancer Institute. Vad är cancer? Uppdaterad 02/09/15. https://www.cancer.gov/about-cancer/understanding/what-is-cancer
> Nio, K., Yamashita, T. och S. Kaneko. Det utvecklande begreppet levercancer stamceller. Molekylärt cancer . 2017. 16 (1): 4.