Клітинний цикл — процес поділу клітини

Клітинний цикл складається з чотирьох послідовних фаз: фази росту 1 (G1), синтетичної фази (S), фази росту 2 (G2) та мітозу (M). Під час G1 клітина збільшується в розмірах і синтезує білки. У фазі S вона подвоює свою ДНК, щоб забезпечити точні генетичні копії. У фазі G2 відбуваються подальший ріст і відновлення, оскільки клітина готується до поділу. Нарешті, під час мітозу (фаза M) хромосоми розходяться, і клітина ділиться на дві дочірні клітини.

Клітини, які не діляться, переходять у стан спокою, відомий як G0. Важливо, що молекулярні контрольні точки, які контролюються циклінами та циклін-залежними кіназами (CDK), перевіряють цілісність геному, перш ніж дозволити перехід до наступного етапу. Гени-супресори пухлинного росту, такі як TP53 та RB1, зупиняють цикл у разі виявлення пошкодження ДНК, запускаючи процес відновлення або запрограмовану загибель клітини (апоптоз). При раку ці захисні бар'єри перестають працювати.

Розуміння клітинного циклу є фундаментальним для планування протипухлинної терапії. Багато традиційних хіміопрепаратів і новітніх таргетних засобів розроблені так, щоб атакувати клітини в певні моменти їхнього поділу. Наприклад, деякі препарати пошкоджують ДНК під час її подвоєння, тоді як інші блокують клітину під час мітозу. Знання того, як швидко діляться клітини вашої пухлини, допомагає онкологічній команді підібрати правильну комбінацію та графік введення ліків, завдаючи максимальної шкоди раковим клітинам і даючи здоровим тканинам, що діляться повільніше, час на відновлення.

Хоча сам клітинний цикл неможливо визначити за аналізом крові, патоморфологічні лабораторії вимірюють швидкість клітинного поділу в зразках біопсії. Проліферативний індекс Ki-67 оцінюють за допомогою імуногістохімічного дослідження, щоб визначити відсоток клітин, що активно діляться. Проточна цитометрія вимірює вміст ДНК у клітинах, щоб з'ясувати, яка їх частка перебуває у фазі S. Молекулярні панелі також досліджують мутації в регуляторних генах, таких як TP53, CDKN2A або RB1.

Порушення регуляції клітинного циклу є універсальною ознакою всіх видів раку людини. Воно особливо виражене при швидкорослих злоякісних новоутвореннях, включаючи гострі лейкози, агресивні неходжкінські лімфоми та дрібноклітинний рак легень. Це порушення також відіграє ключову роль у солідних пухлинах, таких як гормонопозитивний рак молочної залози, де аномальна активність клітинного циклу часто підтримується шляхами, залежними від цикліну D, на які можна впливати терапевтично.

Багато методів онкологічного лікування безпосередньо залежать від клітинного циклу. Хіміопрепарати, специфічні до фаз клітинного циклу, такі як антиметаболіти (наприклад, methotrexate, fluorouracil) і таксани (наприклад, paclitaxel), діють під час фази S і фази M відповідно. Таргетні препарати, відомі як інгібітори CDK4/6 (такі як palbociclib, ribociclib та abemaciclib), вибірково зупиняють клітинний цикл у фазі G1, запобігаючи розмноженню клітин раку молочної залози та значно збільшуючи виживаність без прогресування.