Cellule cancerose vs cellule normali: in cosa differiscono?

Ci sono molte differenze tra le cellule tumorali e le cellule normali. Alcune differenze sono ben note, mentre altre sono state scoperte solo di recente e sono meno ben comprese. Potresti essere interessato a come le cellule tumorali sono diverse mentre affronti il ​​tuo stesso cancro o quello di una persona cara.

Per i ricercatori, capire come le cellule tumorali funzionano in modo diverso dalle cellule normali pone le basi per lo sviluppo di trattamenti progettati per liberare il corpo dalle cellule tumorali senza danneggiare le cellule normali.

La prima parte di questo elenco discute le differenze fondamentali tra cellule cancerose e cellule sane. Per coloro che sono interessati ad alcune delle differenze più difficili da comprendere, la seconda parte di questo elenco è più tecnica.

Regolazione della crescita cellulare

Una breve spiegazione delle proteine ​​nel corpo che regolano la crescita cellulare è anche utile per comprendere le cellule tumorali. Il nostro DNA trasporta geni che a loro volta sono il modello per le proteine ​​prodotte nel corpo.

Alcune di queste proteine ​​sono fattori di crescita, sostanze chimiche che dicono alle cellule di dividersi e crescere. Altre proteine ​​lavorano per sopprimere la crescita.

Mutazioni in particolari geni (ad esempio, quelle causate da fumo di tabacco, radiazioni, radiazioni ultraviolette e altri agenti cancerogeni) possono provocare la produzione anormale di proteine. Possono essere prodotte troppe, o non abbastanza, o potrebbe essere che il le proteine ​​sono anormali e funzionano in modo diverso.

Il cancro è una malattia complessa e di solito è una combinazione di queste anomalie che portano a una cellula cancerosa, piuttosto che una singola mutazione o anomalia proteica.

Cellule cancerose contro cellule normali

Di seguito sono riportate alcune delle principali differenze tra cellule normali e cellule tumorali, che a loro volta spiegano come i tumori maligni crescono e rispondono in modo diverso all'ambiente circostante rispetto ai tumori benigni.

Crescita

Le cellule normali smettono di crescere (riprodursi) quando sono presenti abbastanza cellule. Ad esempio, se le cellule vengono prodotte per riparare un taglio nella pelle, le nuove cellule non vengono più prodotte quando sono presenti abbastanza cellule per riempire il buco (quando il lavoro di riparazione è terminato).

Al contrario, le cellule tumorali non smettono di crescere quando sono presenti abbastanza cellule. Questa crescita continua spesso porta alla formazione di un tumore (un ammasso di cellule cancerose).

Ogni gene nel corpo porta un modello che codifica per una proteina diversa. Alcune di queste proteine ​​sono fattori di crescita, sostanze chimiche che dicono alle cellule di crescere e dividersi. Se il gene che codifica per una di queste proteine ​​è bloccato nella posizione "on" da una mutazione (un oncogene), le proteine ​​del fattore di crescita continuano a essere prodotte. In risposta, le cellule continuano a crescere.

Comunicazione

Le cellule cancerose non interagiscono con le altre cellule come fanno le cellule normali. Le cellule normali rispondono ai segnali inviati da altre cellule vicine che dicono, essenzialmente, "hai raggiunto il tuo confine". Quando le cellule normali "sentono" questi segnali smettono di crescere. Le cellule cancerose non rispondono a questi segnali.

Riparazione cellulare e morte cellulare

Le cellule normali vengono riparate o muoiono (subiscono l'apoptosi) quando vengono danneggiate o invecchiano. Le cellule tumorali non vengono riparate o non subiscono l'apoptosi.

Ad esempio, una proteina chiamata p53 ha il compito di controllare se una cellula è troppo danneggiata per essere riparata e, in tal caso, consiglia alla cellula di uccidersi. Se questa proteina p53 è anormale o inattiva (ad esempio, a causa di una mutazione nel gene p53), le cellule vecchie o danneggiate possono riprodursi.

Il gene p53 è un tipo di gene soppressore del tumore che codifica per proteine ​​che sopprimono la crescita delle cellule.

Viscosità

Le cellule normali secernono sostanze che le fanno aderire in un gruppo. Le cellule cancerose non riescono a produrre queste sostanze e possono "fluttuare via" in luoghi vicini o attraverso il flusso sanguigno o il sistema di canali linfatici verso regioni distanti del corpo.

Capacità di metastatizzare (diffusione)

Le cellule normali rimangono nell'area del corpo a cui appartengono. Ad esempio, le cellule polmonari rimangono nei polmoni. Alcune cellule cancerose possono mancare delle molecole di adesione che causano la viscosità e sono in grado di staccarsi e viaggiare attraverso il flusso sanguigno e il sistema linfatico verso altre regioni del corpo - hanno la capacità di metastatizzare.

Una volta che arrivano in una nuova regione (come i linfonodi, i polmoni, il fegato o le ossa) iniziano a crescere, spesso formando tumori molto lontani dal tumore originale.

Aspetto

Al microscopio, le cellule normali e le cellule tumorali possono apparire molto diverse. A differenza delle cellule normali, le cellule tumorali spesso mostrano una variabilità molto maggiore nelle dimensioni delle cellule: alcune sono più grandi del normale e altre più piccole del normale.

Inoltre, le cellule tumorali hanno spesso una forma anormale, sia della cellula che del nucleo (il "cervello" della cellula.) Il nucleo appare sia più grande che più scuro delle cellule normali.

La ragione dell'oscurità è che il nucleo delle cellule tumorali contiene DNA in eccesso. Da vicino, le cellule tumorali hanno spesso un numero anormale di cromosomi disposti in modo disorganizzato.

Il tasso di crescita

Le cellule normali si riproducono e poi si fermano quando è presente un numero sufficiente di cellule. Le cellule cancerose si riproducono rapidamente prima che abbiano avuto la possibilità di maturare.

Maturazione

Le cellule normali maturano. Le cellule cancerose, poiché crescono rapidamente e si dividono prima che le cellule siano completamente mature, rimangono immature. I medici usano il termine indifferenziato per descrivere le cellule immature (in contrasto con differenziato per descrivere le cellule più mature).

Un altro modo per spiegare questo è vedere le cellule tumorali come cellule che non "crescono" e si specializzano in cellule adulte. Il grado di maturazione delle cellule corrisponde al grado di cancro. I tumori sono classificati su una scala da 1 a 3 dove 3 è il più aggressivo.

Evadere il sistema immunitario

Quando le cellule normali vengono danneggiate, il sistema immunitario (tramite cellule chiamate linfociti) le identifica e le rimuove.

Le cellule cancerose sono in grado di eludere (ingannare) il sistema immunitario abbastanza a lungo da trasformarsi in un tumore sfuggendo al rilevamento o secernendo sostanze chimiche che inattivano le cellule immunitarie che arrivano sulla scena. Alcuni dei più recenti farmaci immunoterapici affrontano questo aspetto delle cellule tumorali.

Funzionamento

Le cellule normali svolgono la funzione che dovrebbero svolgere, mentre le cellule tumorali potrebbero non essere funzionali.

Ad esempio, i globuli bianchi normali aiutano a combattere le infezioni. Nella leucemia, il numero di globuli bianchi può essere molto alto, ma poiché i globuli bianchi cancerosi non funzionano come dovrebbero, le persone possono essere maggiormente a rischio di infezione anche con un numero elevato di globuli bianchi.

Lo stesso può essere vero per le sostanze prodotte. Ad esempio, le cellule tiroidee normali producono l'ormone tiroideo. Le cellule cancerose della tiroide (cancro della tiroide) potrebbero non produrre l'ormone tiroideo. In questo caso, il corpo potrebbe non disporre di una quantità sufficiente di ormone tiroideo (ipotiroidismo) nonostante una maggiore quantità di tessuto tiroideo.

Riserva di sangue

L'angiogenesi è il processo mediante il quale le cellule attirano i vasi sanguigni per crescere e nutrire il tessuto. Le cellule normali subiscono un processo chiamato angiogenesi solo come parte della normale crescita e sviluppo e quando è necessario nuovo tessuto per riparare il tessuto danneggiato.

Le cellule tumorali subiscono l'angiogenesi anche quando la crescita non è necessaria. Un tipo di trattamento del cancro prevede l'uso di inibitori dell'angiogenesi, farmaci che bloccano l'angiogenesi nel corpo nel tentativo di impedire la crescita dei tumori.

Altre differenze

Questo elenco contiene ulteriori differenze tra cellule sane e cellule tumorali. Per coloro che desiderano saltare questi punti tecnici, passare al sottotitolo successivo denominato riepilogativo delle differenze.

Evitare i soppressori della crescita

Le cellule normali sono controllate da soppressori della crescita (tumore). Esistono tre tipi principali di geni oncosoppressori che codificano per proteine ​​che sopprimono la crescita.

Un tipo dice alle cellule di rallentare e smettere di dividersi. Un tipo è responsabile della correzione dei cambiamenti nelle cellule danneggiate. Il terzo tipo è responsabile dell'apoptosi sopra menzionata. Le mutazioni che provocano l'inattivazione di uno qualsiasi di questi geni oncosoppressori consentono alle cellule tumorali di crescere senza controllo.

Invasività

Le cellule normali ascoltano i segnali delle cellule vicine e smettono di crescere quando invadono i tessuti vicini (qualcosa chiamato inibizione del contatto). Le cellule cancerose ignorano queste cellule e invadono i tessuti vicini.

I tumori benigni (non cancerosi) hanno una capsula fibrosa. Possono spingersi contro i tessuti vicini ma non invadono / si mescolano con altri tessuti.

Le cellule cancerose, al contrario, non rispettano i confini e invadono i tessuti. Ciò si traduce in proiezioni simili a dita che sono spesso notate nelle scansioni radiologiche di tumori cancerosi. La parola cancro, infatti, deriva dalla parola latina per granchio usata per descrivere l'invasione simile a un granchio dei tumori nei tessuti vicini.

Fonte di energia

Le cellule normali ottengono la maggior parte della loro energia (sotto forma di una molecola chiamata ATP) attraverso un processo chiamato ciclo di Krebs e solo una piccola quantità della loro energia attraverso un diverso processo chiamato glicolisi.

Molti tipi di cellule cancerose producono la loro energia attraverso la glicolisi nonostante la presenza di ossigeno(Fenomeno di Warburg). Pertanto, il ragionamento alla base dell'ossigenoterapia iperbarica è errato. A volte l'ossigeno iperbarico può indurre la crescita del cancro.

Mortalità / Immortalità

Le cellule normali sono mortali, cioè hanno una durata di vita. Le cellule non sono progettate per vivere per sempre e, proprio come gli esseri umani in cui sono presenti, le cellule invecchiano. I ricercatori stanno iniziando a esaminare qualcosa chiamato telomeri, strutture che tengono insieme il DNA all'estremità dei cromosomi, per il loro ruolo nel cancro.

Uno dei limiti alla crescita nelle cellule normali è la lunghezza dei telomeri. Ogni volta che una cellula si divide, i telomeri si accorciano. Quando i telomeri diventano troppo corti, una cellula non può più dividersi e la cellula muore.

Le cellule cancerose hanno trovato un modo per rinnovare i telomeri in modo che possano continuare a dividersi. Un enzima chiamato telomerasi lavora per allungare i telomeri in modo che la cellula possa dividersi indefinitamente, diventando essenzialmente immortale.

Possibilità di "nascondersi"

Molte persone si chiedono perché il cancro possa ripresentarsi anni e talvolta decenni dopo che sembra essere scomparso (specialmente con tumori come i tumori al seno positivi ai recettori degli estrogeni). Esistono diverse teorie sul motivo per cui i tumori possono ripresentarsi.

In generale, si pensa che ci sia una gerarchia di cellule tumorali, con alcune cellule (cellule staminali tumorali) che hanno la capacità di resistere al trattamento e rimanere dormienti. Questa è un'area di ricerca attiva ed estremamente importante.

Instabilità genomica

Le cellule normali hanno DNA normale e un numero normale di cromosomi. Le cellule cancerose hanno spesso un numero anormale di cromosomi e il DNA diventa sempre più anormale man mano che sviluppa una moltitudine di mutazioni.

Alcune di queste sono mutazioni driver, nel senso che guidano la trasformazione della cellula ad essere cancerosa. Molte delle mutazioni sono mutazioni passeggeri, il che significa che non hanno una funzione diretta per la cellula cancerosa.

Per alcuni tumori, determinare quali mutazioni driver sono presenti (profilo molecolare o test genetico) consente ai medici di utilizzare farmaci mirati che mirano specificamente alla crescita del cancro.

Lo sviluppo di terapie mirate come gli inibitori dell'EGFR per i tumori con mutazioni dell'EGFR è una delle aree in più rapida crescita e progressione del trattamento del cancro.

Come una cellula diventa cancerosa

Come notato sopra, ci sono molte differenze tra cellule normali e cellule tumorali. Degno di nota è anche il numero di "checkpoint" che devono essere aggirati affinché una cellula diventi cancerosa:

• La cellula deve avere fattori di crescita che la spingano a crescere anche quando la crescita non è necessaria.
• Le cellule devono eludere le proteine ​​che dirigono le cellule a smettere di crescere e morire quando diventano anormali.
• La cellula ha bisogno di eludere i segnali da altre cellule,
• Le cellule hanno bisogno di perdere la normale "viscosità" (molecole di adesione) che le cellule normali producono.

Tutto sommato, è molto difficile per una cellula normale diventare cancerosa, il che può sembrare sorprendente considerando che una persona su tre svilupperà il cancro nel corso della vita.

La spiegazione è che nel corpo normale, circa tre miliardi di cellule si dividono ogni singolo giorno. Gli "incidenti" nella riproduzione delle cellule causati da ereditarietà o agenti cancerogeni nell'ambiente durante una qualsiasi di queste divisioni possono creare una cellula che, a seguito di ulteriori mutazioni, può svilupparsi in una cellula cancerosa.

Come notato sopra, ci sono molte differenze nelle cellule tumorali e nelle cellule normali che costituiscono tumori benigni o maligni. Inoltre, ci sono modi in cui i tumori contenenti cellule cancerose o cellule normali si comportano nel corpo.

Il concetto di cellule staminali tumorali

Dopo aver discusso di queste molte differenze tra le cellule tumorali e le cellule normali, potresti chiederti se ci sono differenze tra le cellule tumorali stesse. Che ci possa essere una gerarchia di cellule tumorali, alcune con funzioni diverse da altre, è alla base delle discussioni che esaminano le cellule staminali tumorali come discusso sopra.

Ancora non capiamo come le cellule tumorali possano apparentemente nascondersi per anni o decenni e poi riapparire. Alcuni ritengono che i "generali" nella gerarchia delle cellule tumorali denominate cellule staminali tumorali possano essere più resistenti ai trattamenti e avere la capacità di rimanere dormienti quando altre cellule tumorali dei soldati vengono eliminate da trattamenti come la chemioterapia.

Sebbene attualmente trattiamo tutte le cellule tumorali in un tumore come identiche, è probabile che in futuro i trattamenti prenderanno ulteriormente in considerazione alcune delle differenze nelle cellule tumorali in un singolo tumore.

Una parola da Verywell

Molte persone si sentono frustrate, chiedendosi perché non abbiamo ancora trovato un modo per fermare tutti i tumori nelle loro tracce. Comprendere i numerosi cambiamenti che una cellula subisce nel processo per diventare una cellula cancerosa può aiutare a spiegare parte della complessità. Non c'è un passaggio, ma piuttosto molti, che vengono attualmente affrontati in modi diversi.

Inoltre, il cancro non è una singola malattia, ma piuttosto centinaia di malattie diverse. E anche due tumori uguali per tipo e stadio possono comportarsi in modo molto diverso. Se ci fossero 200 persone con lo stesso tipo e stadio di cancro in una stanza, avrebbero 200 diversi tipi di cancro dal punto di vista molecolare.

È utile, tuttavia, sapere che, man mano che apprendiamo di più su ciò che rende una cellula cancerosa una cellula cancerosa, acquisiamo maggiori informazioni su come impedire a quella cellula di riprodursi e forse anche fare la transizione per diventare una cellula cancerosa nel primo posto.

Si stanno già compiendo progressi in questo campo, poiché si stanno sviluppando terapie mirate che discriminano tra cellule cancerose e cellule normali nel loro meccanismo.

E la ricerca sull'immunoterapia è altrettanto entusiasmante, poiché stiamo trovando modi per "stimolare" il nostro sistema immunitario a fare ciò che già sa fare: trovare le cellule tumorali ed eliminarle.

Capire i modi in cui le cellule tumorali si "mascherano" e si nascondono ha portato a trattamenti migliori e, insolitamente, remissioni complete, per alcune persone con i tumori solidi più avanzati.