under den tid det tar dig att läsa den här artikeln kommer miljontals kroppens celler att ha dött via en självförstörande mekanism som kallas programmerad celldöd. Denna process är en del av kroppens normala hälsosamma funktion och används för att eliminera celler som inte längre behövs eller som har skadats på ett sådant sätt att deras fortsatta existens kan vara ett hot.
under vår utveckling från enstaka befruktade celler till embryon och därefter spelar programmerad celldöd en viktig roll för att skulptera anatomiska strukturer.
det hjälper till att bilda alla delar av våra kroppar från våra fingrar och tår (döende celler tar bort bandet mellan siffrorna när vi utvecklas) till det komplexa nätverket av anslutningar mellan neuronerna i våra hjärnor. För det utvecklande embryot är döden av vissa celler lika viktig som andras överlevnad.
när vi är fullvuxna spelar programmerad celldöd en viktig roll i Kontinuerlig förnyelse av vävnad som benmärg och slemhinnan i tarmen. Det fungerar också som en övervakningsmekanism – rensa ut celler som har äventyrats av virusinfektion eller genetisk mutation.
apoptos, en av de viktigaste mekanismerna för programmerad celldöd, får sitt namn från det grekiska ordet som används för att beskriva löv eller kronblad. Det identifierades först i mitten av 19-talet, men vår moderna förståelse av det är från 1972 och banbrytande arbete John Kerr, Andrew Wyllie och Alastair Currie, sedan arbetar vid University Of Aberdeen.
snyggt bortskaffningssystem
de visade att under denna process förpackas innehållet i en död cell snyggt för att absorberas för återvinning av specialiserade vita blodkroppar. Detta mycket effektiva avfallshanteringssystem är viktigt eftersom eventuell läckage av cellens innehåll kan orsaka skada på den omgivande vävnaden genom att provocera inflammation.
vi vet nu att processen med apoptos är en komplex kedja av händelser som involverar många olika enzymer och proteiner. Det börjar med en signal antingen att det är något fel med cellen eller att det har blivit överflödigt. Ibland produceras signalen att dö av immunsystemet, men den kan uppstå inifrån den dömda cellen själv.
meddelandet att cellen måste dö kaskader sedan ner för att aktivera enzymer, kallade caspaser, som har legat vilande i den. Dessa ”bödlar” startar sedan processen att demontera cellen enligt ett genetiskt kodat program, och dramat utvecklas enligt en förutbestämd sekvens.
men precis som det är viktigt att oönskade eller potentiellt skadliga celler bortskaffas, är det också viktigt att friska celler inte elimineras i onödan. Celler producerar därför också överlevnadssignaler som kan störa meddelandet att begå självmord, och det är den finjusterade balansen mellan signaler för död och överlevnad som i slutändan bestämmer en Cells öde.
störd jämvikt
i cancer, avgörande, den känsliga jämvikten mellan celldelning och celldöd störs till förmån för för mycket uppdelning och för lite död. Störning av apoptos är vanligt för alla cancerformer eftersom den okontrollerade proliferationen av celler som är karakteristisk för sjukdomen – till exempel orsakar tumörer – vanligtvis skulle vara en utlösare för att initiera apoptos självförstörande program.
normalt fungerande apoptos skulle därför leda till att cancerceller dör innan de kunde göra någon skada. Men istället undertrycker cancerceller apoptos genom att antingen störa signalerna som säger att cellen ska förstöra sig själv eller genom att öka signalerna som säger att den ska överleva.
undertryckandet av apoptos av cancerceller kan göra behandlingen svår eftersom sådana celler per definition är svårare att döda. Cancer är dock beroende av inaktiva apoptotiska vägar för deras överlevnad och detta är en sårbarhet som kan utnyttjas vid behandling av cancer. Återaktivera dessa vägar och cancercellerna kan dö.
forskare har redan utvecklat cancerläkemedel som kan göra just detta, antingen genom att undertrycka överlevnadssignaler eller genom att återställa funktionen hos dödsinducerande, med lovande resultat.
detta arbete är fortfarande i sina tidiga dagar och en stor utmaning att övervinna är det stora utbudet av olika sätt som cancerceller finner att störa apoptos – använd ett läkemedel för att skära av en av dessa och cancercellerna kan, hydra-liknande, överleva genom att börja använda en annan.
ändå har vi kommit långt under de senaste fyra decennierna och när vi förfinar vår förståelse för det apoptotiska systemets komplexa kretsar kommer de effektivare cancerbehandlingarna att utvecklas.