Онкогенные вирусы

Исторический экскурс и теория Зильбера

Впервые этиологическая связь между вирусами и опухолями была научно доказана в 1910 году, когда Пейтон Раус установил вирусную природу саркомы у кур. В дальнейшем, на протяжении 1930-х годов, исследователи подтвердили участие специфических «фильтрующихся агентов» в развитии целого ряда патологий: папилломы и рака кожи у кроликов, рака молочных желез у мышей, а также лимфомы у цыплят.

Ключевой вклад в понимание истинной природы вирусного онкогенеза внес выдающийся отечественный исследователь Л.А. Зильбер. В 1946 году он опубликовал масштабную монографию «Вирусная теория происхождения злокачественных новообразований». Центральный постулат его вирусогенетической теории гласит: для злокачественной трансформации клетки абсолютно необходимо, чтобы геном вируса интегрировался в клеточный геном и тесно с ним взаимодействовал. В 70-х годах XX века развитие молекулярно-биологических методов позволило полностью подтвердить правоту теории Зильбера.

Основные принципы классификации онковирусов

Все онкогенные вирусы объединяет доказанная способность трансформировать нормальные клетки в злокачественные. Их принято классифицировать по типу нуклеиновой кислоты и способу передачи.

По типу генома выделяют две основные категории:

• РНК-содержащие вирусы: представлены семейством Retroviridae. Именно на их примере наиболее подробно и глубоко изучены механизмы вирусного онкогенеза.
• ДНК-содержащие вирусы: включают обширный перечень семейств, среди которых Papillomaviridae, Polyomaviridae, Adenoviridae, Hepadnaviridae, Herpesviridae и Poxviridae.

По способу существования в организме и путям распространения онковирусы делятся на две большие группы:

1. Эндогенные онковирусы: выступают как постоянные элементы клеточного генома и стабильно присутствуют во всех тканях организма. Они передаются вертикальным путем (от родителей к потомству, подобно обычным генам). Важно отметить, что для своего природного хозяина, в чьем геноме они находятся, они обычно не онкогенны.
2. Экзогенные онковирусы: распространяются горизонтально, то есть от зараженной особи к здоровой, и существуют в виде полноценных инфекционных вирионов.

Молекулярные механизмы трансформации клеток

Биологической основой вирусного онкогенеза выступает теория onc-генов. Чтобы понять суть процесса, необходимо четко различать два базовых состояния генетического аппарата:

• Протоонкогены: это нормальные клеточные гены, которые находятся в неактивном (спящем) состоянии. В здоровой клетке они отвечают за строгую регуляцию процессов роста и деления.
• Онкогены (onc-гены): активированные формы протоонкогенов, которые непосредственно вызывают злокачественную трансформацию клетки. Современной науке известно более 20 видов таких генов (в качестве примеров можно привести ген src, вызывающий саркому Рауса у кур, и ген ras — саркому у крыс).

Вирус способен активировать клеточный протоонкоген несколькими путями:

• Инсерционный мутагенез: встраивание ДНК-провируса в геном клетки автоматически активирует расположенный рядом протоонкоген.
• Трансдукция онкогена: провирус может исключаться (вырезаться) из хромосомы. При этом он способен захватить клеточный onc-ген, включить его в структуру собственного генома и перенести в следующую клетку уже в сверхактивной форме.
• Транс-активация: происходит патологическое усиление транскрипции нормальных генов клетки под влиянием особых вирусных промоторов или энхансеров. Эти регуляторные элементы располагаются в длинных концевых повторах (LTR) вируса.
• Генетическая перестройка: интеграция вирусной ДНК приводит к серьезным структурным изменениям клеточного генома, что фатально нарушает нормальный цикл деления.

Примечание: активация протоонкогенов может быть спровоцирована не только онкогенными вирусами, но и различными мутагенами, а также подвижными генетическими элементами.

Физико-химические свойства

Для онкогенных вирусов характерны специфические профили резистентности и чувствительности к факторам внешней среды. Они обладают высокой чувствительностью к химическим реагентам: быстро разрушаются под воздействием эфира, детергентов и формалина. Также они полностью инактивируются при температурном воздействии в 56 °C. При этом онковирусы демонстрируют высокую устойчивость (резистентность) к воздействию ультрафиолетового облучения и отлично переносят низкие температуры.

Вопросы с занятий и экзамена

Что ещё разобрать по теме

• Особенности репликации представителей семейства Retroviridae.
• Структура и функции длинных концевых повторов (LTR) в геноме вирусов.
• Взаимодействие онкобелков ДНК-содержащих вирусов с супрессорами опухолевого роста.
• Отличия вертикального и горизонтального путей передачи онковирусов на популяционном уровне.

Другие темы раздела «Онкогенные вирусы»

Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.