تکثیر بی‌رویه و مستمر سلول‌های سرطانی باعث ایجاد سرطان می‌شود. در حالت طبیعی، سیگنال‌هایی وجود دارند که عملکرد سلول را کنترل می‌کنند. اما سلول‌های سرطانی به جای واکنش مناسب به این سیگنال‌ها، به صورت غیر قابل کنترل رشد می‌کنند و به بافت‌های سالم و اعضای بدن حمله می‌کنند. در نهایت، این سلول‌های سرطانی در سرتاسر بدن گسترش می‌یابند.
عدم کنترل رشد سلول‌های سرطانی ناشی از اختلال و نابهنجاری‌ها در چندین سیستم کنترلی سلولی رخ می‌دهد. این اختلالات باعث می‌شوند که سلول‌های سرطانی از سلول‌های طبیعی تمایز پیدا کنند. در نتیجه، آن‌ها به طور نامناسب و بی‌رویه تکثیر می‌شوند و به صورت غیرقابل کنترل در سیستم بدن گسترش می‌یابند. این تغییرات نابهنجار در سلول‌های سرطانی می‌توانند به صورت ژنتیکی ارثی یا نتیجهٔ تغییرات در محیط سلولی باشند.
درک عملکرد و علل این اختلالات در سلول‌های سرطانی از اهمیت بالایی برخوردار است. این مطالعات به ما کمک می‌کنند تا روش‌های بهبود تشخیص و درمان سرطان را بیشتر درک کنیم و راه‌های جدیدی را برای مبارزه با این بیماری توسعه دهیم.
انواع سرطان
سرطان در اثر تکثیر غیر طبیعی هر گونه سلول در بدن ایجاد می‌شود؛ در نتیجه بیش از صدها نوع مختلف سرطان وجود دارند که از لحاظ عملکرد و واکنش به درمان متفاوت می‌باشند. مهم‌ترین مساله در ارتباط با تشخیص سرطان، تمایز بین تومورهای خوش‌خیم و بدخیم می‌باشد. تومور به هر گونه تکثیر غیر طبیعی سلول گفته می‌شود که ممکن است خوش‌خیم و یا بدخیم باشد.
- تومور خوش‌خیم: این نوع تومور مانند زگیل پوستی، در یک محدوده معین باقی مانده و به بافت سالم مجاور حمله نکرده و در قسمت‌های مختلف بدن نیز گسترش پیدا نمی‌کند.
- تومور بدخیم: تومور بدخیم هم به بافت سالم مجاور حمله کرده و هم از طریق دستگاه گردن خون یا دستگاه لنفاوی در سراسر بدن گسترش پیدا می‌کند. فقط تومورهای بدخیم تحت عنوان سرطان شناخته می‌شوند. توانایی سرطان جهت حمله به بافت‌ها و گسترش به قسمت‌های دیگر باعث خطرناک بودن این بیماری می‌شود.
خارج کردن تومورهای خوش‌خیم با جراحی امکان‌پذیر است؛ ولی گسترش مداوم تومورهای بدخیم به دیگر بخش‌های بدن باعث می‌شود تا این نوع تومورها به این روش درمانی مقاوم باشند.
انواع سلول‌ها
تومورهای خوش‌خیم و بدخیم بر اساس نوع سلول‌هایی که از آن به وجود می‌آیند طبقه‌بندی می‌شوند. بیشتر انواع سرطان در یکی از این سه گروه قرار می‌گیرد: کارسینوم، سارکوم و لوسمی یا لنفوم.
- کارسینوم که ۹۰ درصد از سرطان‌ها در انسان را شامل می‌شود، رشد بدخیم سلول‌های اپیتلیال می‌باشد.
- سارکوم که در انسان‌ها به ندرت ایجاد می‌شود،؛ تومورهای توپُر بافت پیوندی مانند عضله، استخوان، غضروف و بافت فیبری می‌باشد.
- لوسمی یا لنفوم که تقریباً ۸ درصد از بدخیمی در انسان را شامل می‌شوند، از سلول‌های تشکیل‌دهنده خونی و سلول‌های دستگاه ایمنی ناشی می‌شوند.
بافت منشأ سرطان
تومورها بر اساس بافت منشأ (برای نمونه کارسینوم ریه یا سینه) و نوع سلول مربوطه طبقه‌بندی می‌شوند. برای مثال فیبروسارکوم از فیبروبلاس و لوسمی اریتروئید از پیش‌ساز اریتروسیت (گلبول‌های قرمز خون) ناشی می‌شود.
اگرچه انواع مختلف سرطان وجود دارد، تنها تعداد کمی از آن‌ها در افراد به طور مکرر ایجاد می‌شوند. سرطان‌های مربوط به ۱۰ قسمت مختلف بدن، بیش از ۷۵ درصد از کل این تعداد سرطان‌ها را تشکیل می‌دهند. چهار نوع شایع سرطان که بیش از نیمی از تمامی موارد سرطان را شامل می‌شوند عبارتند از سرطان سینه، پروستات، ریه و روده. سرطان ریه که مرگبارترین این نوع سرطان‌ها می‌باشد، ۳۰ درصد از تمامی مرگ و میر ناشی از سرطان را شامل می‌شود.
مکانیزم‌های سلولی ایجاد بیماری و سرطان
یکی از ویژگی‌های اصلی سرطان، تشکیل تومورها از یک تک‌سلول است که به صورت غیر طبیعی شروع به تکثیر می‌کنند. منشأ تک‌سلولی بسیاری از تومورها توسط ارزیابی غیرفعال‌سازی کروموزم ایکس نشان داده می‌شود. یک عضو جفت کروموزوم ایکس با تبدیل به هتروکروماتین در سلول‌های مؤنث غیرفعال می‌شود. غیر فعال‌سازی کروموزوم ایکس در طی تشکیل جنین به صورت تصادفی صورت می‌گیرد؛ بنابراین یک کروموزم ایکس در بعضی سلول‌ها غیر فعال شده در حالی که یک کروموزوم ایکس دیگر در سلول‌های دیگر غیر فعال می‌شود. در نتیجه اگر یک زن برای ژن کروموزوم ایکس، هتروزیگوت باشد، آلل‌های متفاوتی در سلول‌های مختلف بیان می‌شوند. بافت‌های سالم از سلول‌هایی با کروموزوم ایکس غیر فعال مختلفی تشکیل می‌شوند، بنابراین بیان هر دو آلل در بافت‌های سالم زنان هتروزیگوت شناسایی می‌شود. در مقابل بافت تومور معمولاً فقط یک آلل از ژن کروموزوم ایکس هتروزیگوت را بیان می‌کند. به این مفهوم که منشأ تمامی سلول‌های تشکیل‌دهنده چنین توموری، تک‌سلول منشأ می‌باشند.
منشأ کلونال تومورها به معنای آن نیست که سلول اصلی نیاخته (پروژنیتور) که باعث ایجاد تومور شده است، دارای تمامی ویژگی‌های سلول سرطانی باشد. ایجاد سرطان یک فرایند چند مرحله‌ای است که در آن سلول‌ها به تدریج و از طریق تغییرات پیشرونده، بدخیم می‌شوند. یکی از نشانه‌های این فرایند چند مرحله‌ای سرطان، عدم بروز سرطان در مراحل اولیه زندگی است. به عنوان مثال، بروز سرطان روده در سنین بین ۳۰ تا ۵۰ سال بیش از ده برابر است و در سنین بین ۵۰ تا ۷۰ سال نیز به طور مشابه افزایش می‌یابد. این افزایش چشمگیر در نرخ بروز سرطان با افزایش سن نشان می‌دهد که بیشتر سرطان‌ها نتیجه‌ای از تجمع تغییرات ناهنجار در طول سال‌های بیشتری هستند.
در سطح سلولی، ایجاد سرطان به عنوان یک روند چند مرحله‌ای شامل جهش و گزینش سلول‌ها با افزایش تدریجی ظرفیت برای تکثیر، بقا، حمله و متاستاز در نظر گرفته می‌شود. اولین مرحله در این روند، آغاز تشکیل تومور در نتیجه تغییر ژنتیکی است که سبب تکثیر غیرطبیعی تک‌سلول شده و منجر به به رشد سلول‌های تومور می‌شود. با ایجاد جهش‌های اضافی در سلول‌های تومور، رشد تومور ادامه پیدا می‌کند. برخی از این جهش‌ها به مزیت انتخابی برای سلول‌ها تبدیل می‌شود. این روند انتخاب کلونال نام دارد چرا که سلول‌های کلون جدید تومور بر اساس افزایش میزان رشد ایجاد شده‌اند. انتخاب کلونال در طول روند تشکیل تومور ادامه پیدا می‌کند بنابر این سرعت رشد تومور و میزان بدخیمی آن افزایش پیدا می‌کند.
تحقیقات انجام شده در زمینه کارسینوم روده بزرگ، نمونه آشکاری از رشد تومور در طی پیشروی بیماری در انسان محسوب می‌شود. اولین مرحله در ایجاد تومور، افزایش تکثیر سلول‌های اپیتلیال روده بزرگ می‌باشد. یکی از سلول‌ها در این جمعیت سلولی سبب ایجاد نئوپلاسم خوش‌خیم می‌شود. دورهای بعدی انتخاب کلونال منجر به رشد آدنوم با قابلیت افزایش اندازه و توانایی تکثیر می‌شود. کارسینوم بدخیم سپس از آدنوم خوش‌خیم ناشی می‌شود (که با حمله سلول‌های تومور از طریق غشاء پایه‌ای به بافت پیوندی زیرین مشخص می‌شود).
سپس سلول‌های سرطانی به تکثیر خود ادامه داده و از طریق بافت‌های پیوندی دیواره روده بزرگ گسترش پیدا می‌کنند. در نهایت سلول‌های سرطانی به دیواره روده بزرگ نفوذ کرده و به اعضای شکمی دیگر مانند مثانه یا روده کوچک حمله می‌کنند. همچنین سلول‌های سرطانی به رگ‌های خونی و لنفاوی نیز حمله کرده و در نتیجه سرطان در کل بدن گسترش پیدا می‌کند.
دلایل ایجاد سرطان
مواد سرطان‌زا به نام کارسینوژن از طریق تحقیقات انجام‌شده بر روی حیوانات و همچنین جمعیت انسانی (مانند بروز سرطان ریه در افراد سیگاری) تشخیص داده می‌شوند. تسریع روند پیشروی سرطان یک روند پیچیده و چند مرحله‌ای است و عوامل متعددی بر ایجاد سرطان مؤثر هستند. طبق تحقیقات انجام شده مواردی مانند تشعشعات، مواد شیمیایی و ویروس‌ها در ایجاد سرطان در حیوانات و انسان‌ها مؤثر هستند.
تشعشعات و مواد شیمیایی سرطان‌زا
تشعشعات و بسیاری از مواد شیمیایی سرطان‌زا با وارد کردن آسیب به دی ان ای و ایجاد جهش سبب بروز سرطان می‌شوند. این عوامل سرطان‌زا معمولاً به عنوان عوامل آغازگر شناخته می‌شوند، چرا که ایجاد جهش در ژن‌های اصلی یک عامل آغازین است که منجر به ایجاد سرطان می‌شود. برخی از عوامل آغازگر که باعث بروز سرطان در انسان می‌شوند شامل پرتو فرابنفش خورشیدی، مواد شیمیایی در دخانیات و آفلاتوکسین می‌باشند. مواد موجود در دخانیات مهم‌ترین دلایل بروز سرطان در انسان محسوب می‌شوند. مصرف سیگار علت ۸۰ تا ۹۰ درصد از موارد سرطان ریه و همچنین سرطان لب و دهان، حلق، حنجره و مری را شامل می‌شود. به طور کلی ارزیابی می‌شود که یک سوم از مرگ ناشی از سرطان به مصرف دخانیات مربوط می‌شود.
عوامل سرطان‌زای دیگر با تحریک تکثیر سلولی باعث بروز سرطان می‌شوند. چنین عواملی به عنوان رشد دهنده تومور شناخته می‌شوند؛ چرا که افزایش تقسیم سلولی ناشی از این عوامل برای تقسیم سلولی در مراحل اولیه رشـد تومور مورد نیاز می‌باشـد. فوربول استرهایی که با فعال‌سازی پروتئین کیناز C، سبب تحریک تکثیر سلول می‌شوند یک نمونه کلاسیک در این مورد به شمار می‌آیند. فعالیت فوربول استرها با مطالعه القای شیمیایی سرطان پوست در موش مشخص می‌شود. تومورزایی در این سیستم می‌تواند توسط درمان عوامل جهش‌زا آغاز شود. تومور تشکیل نمی‌شود مگر این که موش با رشد دهنده تومور جهت تحریک تکثیر سلول‌های جهش‌یافته درمان شود.
هورمون‌ها
مکانیزم‌های سلولی که ناشی از هورمون‌ها، به ویژه استروژن، برای ایجاد بیماری و سرطان در برخی از انواع سرطان در انسان مؤثر هستند، اهمیت بسیاری دارند. به عنوان مثال، استروژن می‌تواند به عنوان یک عامل رشد تومور در سلول‌های آندومتر رحم عمل کند و در معرض میزان بالایی از استروژن قرار گرفتن، احتمال بروز سرطان آندومتر را افزایش دهد. بنابراین، درمانهای جایگزین هورمونی که شامل مصرف استروژن در طولانی‌مدت پس از یائسگی با مقادیر بالا استروژن می‌شوند، باعث افزایش احتمال بروز سرطان آندومتر می‌شوند. اما این احتمال می‌تواند با مصرف پروژسترون به منظور کاهش تأثیر استروژن بر تکثیر سلولی آندومتر، کاهش یابد. البته، درمان بلندمدت با ترکیب استروژن و پروژسترون ممکن است منجر به افزایش احتمال سرطان سینه شود.
مکانیزم‌های سلولی ایجاد بیماری و سرطان توسط ویروس‌ها
علاوه بر مواد شیمیایی و تشعشعات، برخی از ویروس‌ها در ایجاد سرطان در حیوانات و انسان‌ها مؤثر می‌باشند. سرطان‌های شایع در انسان‌ها که در اثر ویروس ایجاد می‌شوند شامل سرطان کبد و کارسینوم دهانه رحم می‌باشند که روی هم رفته ۱۰ تا ۲۰ درصد از موارد بروز سرطان در جهان را تشکیل می‌دهند. این ویروس‌ها به عنوان عامل بروز سرطان در انسان‌ها دارای اهمیت هستند. مطالعات مربوط به ویروس‌های ایجادکننده تومور نقش اساسی در توضیح رویداد مولکولی ایجادکننده سرطان ناشی از عوامل سرطان‌زای ویروسی و غیر ویروسی داشته است.
