siinä ajassa, jonka tämän artikkelin lukeminen vie, miljoonat kehosi solut ovat kuolleet itsetuhomekanismin kautta, jota kutsutaan ohjelmoiduksi solukuolemaksi. Tämä prosessi on osa kehon normaalia tervettä toimintaa ja sitä käytetään poistamaan soluja, joita ei enää tarvita tai jotka ovat vahingoittuneet siten, että niiden jatkuva olemassaolo voi olla uhka.
Kehittyessämme yksittäisistä hedelmöityneistä soluista alkioihin ja siitä eteenpäin ohjelmoidulla solukuolemalla on keskeinen rooli anatomisten rakenteiden muotoilussa.
se auttaa muodostamaan kaikki kehomme osat sormistamme ja varpaistamme (kuolevat solut vievät sormiemme välistä nauhaa kehittyessämme) aivojen neuronien väliseen monimutkaiseen kytkentäverkostoon. Kehittyvälle alkiolle joidenkin solujen kuolema on aivan yhtä tärkeää kuin toisten eloonjääminen.
täysikasvuisena ohjelmoidulla solukuolemalla on tärkeä rooli kudoksen, kuten luuytimen ja suolen limakalvon jatkuvassa uusiutumisessa. Se toimii myös valvontamekanismina – kitkemällä pois soluja, jotka ovat vaarantuneet virusinfektiosta tai geneettisestä mutaatiosta.
apoptoosi, yksi ohjelmoidun solukuoleman päämekanismeista, on saanut nimensä kreikankielisestä sanasta, jota käytetään kuvaamaan lehtien tai terälehtien irtoamista. Se tunnistettiin ensimmäisen kerran 1800-luvun puolivälissä, mutta nykyinen käsityksemme siitä on peräisin vuodelta 1972 ja uraauurtavaa työtä John Kerr, Andrew Wyllie ja Alastair Currie, sitten työskentelee Aberdeenin yliopistossa.
siisti hävitysjärjestelmä
he osoittivat, että tämän prosessin aikana kuolleen solun sisältö pakataan siististi, jotta erikoistuneet valkosolut voivat imeytyä kierrätykseen. Tämä erittäin tehokas jätehuoltojärjestelmä on tärkeä, koska mikä tahansa solun sisällön vuoto voi aiheuttaa vahinkoa ympäröivälle kudokselle aiheuttamalla tulehduksen.
tiedämme nyt, että apoptoosin tapahtumasarja on monimutkainen tapahtumaketju, johon liittyy monia erilaisia entsyymejä ja proteiineja. Se alkaa signaalilla joko siitä, että solussa on jotain vikaa tai siitä on tullut tarpeeton. Joskus immuunijärjestelmä tuottaa signaalin kuolla, mutta se voi syntyä tuhoon tuomitun solun sisältä.
viesti siitä, että solun on kuoltava, ryöppyää alas aktivoidakseen kaspaaseiksi kutsuttuja entsyymejä, jotka ovat olleet lepotilassa sen sisällä. Nämä ”teloittajat” aloittavat sitten solun purkamisen geneettisesti koodatun ohjelman mukaisesti, ja näytelmä etenee ennalta määrätyn sarjan mukaisesti.
aivan kuten on tärkeää, että ei-toivotut tai mahdollisesti haitalliset solut hävitetään, on myös tärkeää, ettei terveitä soluja eliminoida tarpeettomasti. Solut tuottavat siis myös selviytymissignaaleja, jotka pystyvät häiritsemään itsemurhaviestin, ja juuri hienosäädetty tasapaino kuoleman ja eloonjäämisen signaalien välillä ratkaisee lopulta solun kohtalon.
häiriintynyt tasapaino
syövässä on ratkaisevaa, että solunjakautumisen ja solukuoleman välinen herkkä tasapaino häiriintyy liian suuren jakautumisen ja liian vähäisen kuoleman eduksi. Apoptoosin häiriintyminen on yleistä kaikissa syövissä, sillä taudille ominainen solujen hallitsematon lisääntyminen – esimerkiksi kasvaimia aiheuttava – olisi tavallisesti laukaiseva tekijä apoptoosin itsetuho-ohjelman käynnistämisessä.
normaalisti toimiva apoptoosi johtaisi siis syöpäsolujen kuolemaan ennen kuin niistä olisi mitään haittaa. Sen sijaan syöpäsolut tukahduttavat apoptoosin joko häiritsemällä signaaleja, jotka käskevät solun tuhota itsensä, tai lisäämällä signaaleja, jotka kertovat sen selviytymisestä.
syöpäsolujen aiheuttama apoptoosin tukahduttaminen voi vaikeuttaa hoitoa, koska tällaisia soluja on määritelmän mukaan vaikeampi tappaa. Syövät ovat kuitenkin riippuvaisia inaktiivisista apoptoottisista väylistä selviytyäkseen, ja tämä on haavoittuvuus, jota voidaan hyödyntää syövän hoidossa. Aktivoikaa nämä reitit ja syöpäsolut voivat kuolla.
tutkijat ovat jo kehittäneet syöpälääkkeitä, jotka voivat tehdä juuri tämän joko vaimentamalla eloonjäämissignaaleja tai palauttamalla kuolemaa aiheuttavien toiminnan lupaavin tuloksin.
tämä työ on vielä alkutekijöissään, ja yksi suuri voitettavana oleva haaste on se, että syöpäsolut löytävät erilaisia tapoja häiritä apoptoosia – käyttävät lääkettä katkaisemaan yhden näistä, ja syöpäsolut voivat hydramaisesti selviytyä aloittamalla toisen käytön.
olemme kuitenkin päässeet pitkälle neljän viime vuosikymmenen aikana, ja kun tarkennamme ymmärrystämme apoptoottisen järjestelmän monimutkaisesta piiristä, sitä tehokkaampia syöpähoitoja kehitetään.