4.1. Общая характеристика феномена «спонтанной» малигнизации клеток в культуре

Факты малигнизации нормальных клеток, закономерно наблюдаемой в условиях длительного культивирования, особенно в монослойных культурах, давно и хорошо известны (Sanford, Evans, 1982; Кузьмина, 1983; Chow, Rubin, 1996). Это заставляет думать, что культивирование в монослое само по себе, без всякого иного воздействия извне, создаёт какие-то особо благоприятные условия, неизбежно приводящие к спонтанной малигнизации, к унификации морфологических, биохимических, иммунологических и иных характеристик нормальных и опухолевых клеток различного происхождения (Тимофеевский, Добрынин, 1967). Нормальные клетки культур приобретают такие характерные черты «ракового» обмена, как ослабленное дыхание и усиленный аэробный гли-колиз, нарушения в цитохромном и сукцинатдегидрогеназном участках дыха-тельной цепи (Warburg, 1957). По этой причине молекулы АТР в культиви-руемых клетках образуются в основном за счёт гликолиза, что подтверждается отсутствием сколько-нибудь заметного снижения уровня АТР при ингибиро-вании митохондриального дыхания (Галитковский, Гогвадзе, 2001).

В культуральных клетках наблюдается также уменьшение количества мем-бран эргастоплазмы и функциональное повреждение митохондрий (Ручковс-кий, 1973), появляются отсутствующие в норме антигены, снижаются актив-ность аденилатциклазы и уровень cAMP (Beckner et al., 1980), увеличивается число патологических митозов и содержание ДНК. В ходе культивирования возникает комплекс изменений – «неопластическая эволюция», наиболее суще-ственными из которых являются (Васильев, Гельфанд, 1981): возникновение онкогенности, морфологические изменения, снижение зависимости размноже-ния от подложки и локальной плотности культуры, приобретение бессмертия, появление резистентности к токсическому действию химических канцероген-ных веществ, исчезновение фибронектина и др.

Сенфорд, известная по многолетним исследованиям спонтанной малигни-зации клеток, признавая свершение этого феномена в отсутствие канцеро-генов и вирусов и даже при использовании среды с известным химическим составом, не содержащей сыворотки, считает, тем не менее, что злокачест-венная трансформация в клеточной культуре является не спонтанной, а инду-цируется специфическими агентами окружающей среды, которые вызывают изменение ДНК. В числе усиливающих или индуцирующих эту трансформацию агентов указываются сыворотка, молекулярный кислород и повторное воздей-ствие флуоресцентным излучением низкой интенсивности (Sanford, Evans, 1982). Правомерность употребления термина «спонтанная малигнизация» ста-вится под сомнение также Кузьминой (1983), считающей, что неопластическая трансформация клеток в условиях длительного культивирования in vitro (на примере мышиных фибробластов) происходит при непосредственном участии микоплазм. На основе проведённого ею анализа показано, что имеющиеся в литературе данные относительно причин спонтанной малигнизации клеток при культивировании их вне организма немногочисленны и довольно противо-речивы. В частности, согласно давним сведениям (Goldblatt, Cameron, 1953), культивирование клеток в условиях анаэробиоза – одна из причин малигни-зации, однако в других экспериментах роль анаэробиоза в этом процессе не подтверждена (Sanford, Parshad, 1968; см. также ниже п. 4.2.2 и 4.2.3).

Механизм злокачественной трансформации клеток при выращивании их вне организма и вызывающий эту трансформацию причинный фактор пока достоверно не установлены. Критическое рассмотрение известных гипотез на этот счёт приводит к мысли: большинство предполагаемых индукторов спон-танной малигнизации (сыворотка, различные факторы роста и др.) в действи-тельности выполняют лишь функцию промоторов, стимулирующих пролифера-цию и трансформацию, но не инициаторов. Между тем, истинный причинный фактор малигнизации может быть изначала «заложен» в особенностях самого метода культивирования в виде однослойных культур, условия которого оказы-ваются подходящими для проявления этого фактора.

В данной главе с позиций общей кислородно-перекисной модели кан-церогенеза обсуждается вероятная роль гипероксии в среде культивирования в качестве естественного и, возможно, единственного истинного фактора малигнизации клеток in vitro.