1) Иммортализация.
Существует механизм, ограничивающий число делений большинства типов зрелых клеток человека (лимит клеточного деления Чейфлика). Например, фибробласты человека, культивируемые in vitro после 80 делений в них наблюдается необратимая остановка размножений и гибель. Чтобы образовать из одной клетки сначала опухоль, а затем и метастазы в условиях жесткого давления со стороны организма (когда многие опухолевые клетки погибают), может потребоваться большее число делений. И действительно, в опухолевых клетках нарушается контроль репликации. Основными причинами бессмертия опухолевых клеток является: искажение клеточного цикла, увеличение продолжительности Sпериода клеточного цикла, снижение стадии G2 клеточного цикла, в результате чего клетка вступает в митоз не готовой. Основными последствиями этих нарушений может быть нарушение при расхождении хромосом и высокая потребность в энергии. При этом в злокачественных клетках гликолиз, идущий без кислорода превалирует над окислительным фосфолирированием.
2) Самодостаточность в пролиферативных сигналах.
а) Секреция необходимых факторов роста самими трансформированными клетками.
Пониженная потребность во внешних сигналах для инициации и поддержания клеточной пролиферации. В первую очередь белковых факторов роста. При культивировании in vitro большинство типов нормальных клеток размножается при условии если питательная среда содержит 10-20% сыворотки (т.е. при значительном содержании в ней различных факторов роста). Связывание факторов роста со своими рецепторами инициирует каскады внутриклеточных ферментативных реакций, стимулирующие репликацию ДНК и деление клеток.Оказалось что многие типы опухолевых клеток способны размножаться в среде с 1% и даже с 0,1% сыворотки, т.е. когда содержание факторов роста в десятки и сотни раз меньше чем необходимо для стимуляции размножения нормальных клеток. Это доказывает, что опухолевая клетка сама секретирует необходимые факторы роста.
б) Резкое увеличение количества рецепторов для необходимых факторов роста.
в) Запуск в отсутствие фактора роста каскада событий, аналогичных тому, который в норме инициируется связыванием фактора роста со своим рецептором.
Пониженная потребность неопластических клеток во внешних пролиферативных сигналах также проявляется в независимости от субстрата, на котором эти клетки растут. Большинство типов нормальных клеток способны размножаться лишь при условии их прикрепления к определенному внеклеточному матриксу (например фибробласты начинают делиться при взаимодействия фибронектина). В ином случае стимул, исходящий от растворимых факторов роса не вызывает передачи внутриклеточных сигналов, которые могут потенцировать размножение клеток. Опухолевые клетки могут пролиферировать, находясь в полужидкой среде, не прикрепляясь к субстрату, таким образом неопластические клетки приобретают способность генерировать внутри себя пролиферативные сигналы.
3) Потеря контактного ингибирования.
4) Нарушения дифференцировки.
Потеря фенотипа, характерного для клеток того или иного типа. Большинство клеток, составляющих разные ткани взрослого организма дифференцированы. Они приобрели определенный фенотип, свойственный данному органу (напр. нейроны в нервной системе, лимфоциты в крови, кардиомиоциты в сердечной мышце). Для многих опухолевых клеток характерны нарушения в дифференцировке.
5) Ослабление индукции апоптоза.
6)
1) Приобретение способности к миграции связано с изменениями адгезивных взаимодействий клеток друг с другом и с внеклеточным матриксом и последующими перестройками цитоскелета. Как правило, подвижный фенотип опуолевых клеток возникает в результате генетических изменений сигнальных процессов, которые у нормальных клеток обеспечивают временное приобретение повышенной миграционной способности.
2) Способность продуцировать протеолитические ферменты. Они разрушают окружающий внеклеточный матрикс, создавая тем самым дороги для миграции клетки. А также активируют цитокины, стимулирующие миграцию клеток. Поскольку опухолевая клетка изменяет синтез цитокинов, начинют синтезироваться те цитокины, которые помогает ей бесконтрольно делиться.
3) Способность стимулировать ангиогенез (образования сосудов). Он является важнейшим условием роста опухоли. Это необходимо для опухоли 2-4 мм, иначе клетки в центре опухоли будут погибать, т.к. не получают кислород и питательные вещества. Ангиогенез обусловлен увеличением содержания в микроокружении активаторов ангиогенеза и уменьшением содержания ингибиторов ангиогенеза.
7)
Это вместе с уходом от апоптоза делает популяцию опухолевых клеток высоко изменчивой и создает основу для постоянного возникновения и отбора все более и более злокачественных вариантов.