רירית שמתחדשת
הרירית של המעי מתחלפת כל כמה ימים. עמוק בתוכה ממשיכים להתחלק כמה תאי גזע; צאצאיהם עולים למעלה, עושים את עבודתם, ספיגת מזון וייצור ריר, ונושרים. בכל הגוף מתחלפים מאות מיליארדי תאים בכל יום. כל תא חדש נוצר בחלוקת תאים, וכל חלוקה מעתיקה כשישה מיליארד אותיות של DNA.
כמעט כל זה עובר בהצלחה. הרקמה שומרת על אותו עובי כל החיים, כי כל תא מציית לסדרה של בקרות: הוא מתחלק רק כשהשכנים שלו מאותתים שצריך תא, הוא עוצר כשאומרים לו, והוא בודק את ה־DNA שלו לפני כל חלוקה ובמהלכה. הסצנה מתחילה כשמוטציות על 3, באמצע הדרך שהערך הזה עוקב אחריה.
נסו: העבירו את מוטציות לבריא. הרירית היא שכבה אחידה אחת של תאים גבוהים על יריעה דקה, הקרום הבסיסי, ומתחתיה רקמת החיבור הרכה וכלי דם. שום דבר לא גדל במקום הלא נכון.
בלמים, מאיצים ונקודות בקרה
הבקרות של התא הן חלבונים, וכל חלבון נבנה לפי גן. שני סוגים של גנים חשובים במיוחד. חלקם פועלים כמו מאיץ: הם מעבירים הלאה אות להתחלק, ומוטציה שמשאירה אחד מהם תקוע במצב פועל גורמת לתא להתחלק בלי שביקשו ממנו. כשהם עוברים מוטציה כזאת הם נקראים אונקוגנים; דוגמה נפוצה היא KRAS. אחרים פועלים כמו בלם: הם עוצרים חלוקה או מעכבים את התא. אלה גנים מדכאי גידול, כמו APC. לכל תא יש שני עותקים של כל גן, אחד מכל הורה, ובדרך כלל עותק תקין אחד של בלם מספיק, ולכן שני העותקים צריכים להישבר לפני שהבלם נכשל.
בין הבלמים למאיצים נמצאות נקודות הבקרה: נקודות במחזור של גדילה, העתקת ה־DNA וחלוקה, שבהן התא עוצר ובודק את עצמו. אם ה־DNA פגום, חלבון בשם p53 עוצר את המחזור בזמן שהנזק מתוקן, ואם אי אפשר לתקן אותו, הוא גורם לתא להשמיד את עצמו, מוות מסודר שנקרא אפופטוזיס. מכיוון שהוא שומר מפני כל כך הרבה, p53 הוא הגן שנשבר הכי הרבה בסרטן: הגן שלו, TP53, עובר מוטציה בכמחצית מכל הגידולים.
נסו: כשמוטציות על פוליפ, בחרו פועל תחת הצגת נקודות הבקרה. התאים הופכים לזכוכית, והגרעינים שלהם מראים מה כל אחד עושה. תאים רבים בפוליפ מתחלקים, ולרבים מהם נגרם נזק ל־DNA בדרך, אבל הם נתפסים: תאים בצבע ענבר עצורים בנקודת בקרה, ושברים חומים הם תאים שהשמידו את עצמם. עכשיו הוסיפו מוטציה שלישית. התאים בצבע ענבר נעלמים, ותאים אדומים מתחלקים עם הנזק שלהם.
מוטציה אחת לא מספיקה
כל חלוקה משאירה כמה טעויות חדשות ב־DNA המועתק, ואור השמש, עשן טבק וחומרים אחרים מוסיפים עוד. רוב המוטציות נוחתות במקומות שבהם הן לא מזיקות. מוטציה ששוברת בקרה עוזרת לתא שלה להתחלק קצת יותר מהשכנים, והצאצאים שלו, שבט, מתפשטים לאט. ביניהם מוטציה אחרת שוברת בקרה שנייה, וצאצאי התא הזה צומחים מעבר לשבט הראשון. הסצנה מראה זאת כתאים שמכהים עם כל מוטציה שהם נושאים. זו ברירה טבעית בתוך הגוף: תאים שמתחלקים מהר יותר משאירים יותר צאצאים, בין שזה טוב לגוף ובין שלא.
זו הסיבה שסרטן צריך בדרך כלל כמה מוטציות בשושלת אחת, שהוא לוקח שנים או עשרות שנים, ושהוא פוגע בעיקר באנשים מבוגרים. זו גם הסיבה שבמשפחות מסוימות יש יותר סרטן: אדם יכול לרשת עותק שבור אחד של גן בלם, כמו BRCA1, BRCA2 או APC, וכך התאים שלו מתחילים צעד אחד קדימה.
נסו: העבירו את מוטציות מ־0 עד 4 והסתכלו בתרשים לצד הסצנה. מוטציה אחת יוצרת כתם צפוף של כעשרת אלפים תאים, קטן מכדי לראות אותו. שתיים יוצרות פוליפ שפיר. עם שלוש הגוש הופך ללא יציב: התאים שלו שונים בגודלם, הגרעינים שלהם גדולים וכהים, ומוטציות חדשות נוצרות מהר יותר, כי שום דבר לא עוצר תא פגום.
מגוש לסרטן
גוש של תאים צריך מזון וחמצן, והם מחלחלים רק מילימטר או שניים מכלי הדם הקרוב. כדי לגדול עוד הוא חייב לגייס כלי דם חדשים, ובגוש אפשר לראות אותם נובטים מכלי הדם שמתחת ומתפתלים לתוכו. עם אספקת דם משלו גוש יכול להגיע לסנטימטר, כמיליארד תאים, הגודל שבו אפשר לפעמים למשש אותו או לראות אותו בסריקה (דימות רפואי).
עד כאן הגוש הוא גידול שפיר: גדול ככל שיהיה, התאים שלו נשארים בצד שלהם של הקרום הבסיסי. הצעד הבא הוא זה שהופך אותו לסרטן. ב־5 מוטציות התאים חותכים את הקרום ונדחקים לתוך רקמת החיבור בשרשראות ובתאים בודדים. גידול שחודר כך נקרא ממאיר. רוב סוגי הסרטן מתחילים ברירית כמו זו, בעור, במעי, בריאות, בשד או בערמונית, ונקראים קרצינומות; אחרים מתחילים בתאי דם, בעצם או ברקמות אחרות.
נסו: החליפו את מוטציות בין 4 ל־5 כשהצגת נקודות הבקרה על כבוי. מלמעלה הגוש נראה כמעט אותו דבר. רק החתך מראה אם הקרום נפרץ, ולכן רופאים בוחנים פרוסה דקה של גידול במיקרוסקופ כדי להבחין בין שפיר לממאיר.
התפשטות
ב־6 מוטציות, תאים שהגיעו לכלי הדם נדחקים דרך הדופן שלו ונסחפים הלאה. רובם מתים בדם, אבל מעטים מאוד מתיישבים באיבר אחר, כמו הכבד, הריאות או העצמות, וגדלים שם לגידול חדש: גרורה. סרטן יכול להתפשט גם דרך כלי הלימפה לבלוטות לימפה סמוכות. רוב מקרי המוות מסרטן נגרמים מגידולים שהתפשטו, ולכן כל כך חשוב למצוא סרטן לפני שהוא יכול להתפשט.
מניעה, בדיקות סקר וטיפול
אפשר למנוע סוגי סרטן רבים או לגלות אותם מוקדם. הימנעות מעישון מונעת את רוב סרטני הריאה; הגנה מפני שמש חזקה מורידה את הסיכון לסרטני עור; והחיסון נגד נגיף הפפילומה האנושי מונע את רוב סרטני צוואר הרחם, תזכורת לכך שגם כמה נגיפים יכולים לגרום לסרטן. בדיקות סקר מחפשות את הצעדים המוקדמים: בדיקת מצלמה של המעי יכולה למצוא ולהסיר פוליפים לפני שהם הופכים לסרטן, ובדיקה של צוואר הרחם יכולה למצוא תאים חריגים שנים לפני שהם חודרים.
הטיפול תלוי בכמה רחוק הגיעו הצעדים. גידול שלא התפשט אפשר לעיתים קרובות להסיר בניתוח, לפעמים יחד עם הקרנות. תרופות שנעות בכל הגוף מגיעות לסרטן שהתפשט: חלקן הורגות תאים מתחלקים, רבות מהן בכך שהן משבשות את הכישור שמושך את הכרומוזומים זה מזה; חלקן חוסמות בדיוק את החלבון שמוטציה השאירה במצב פועל; וחלקן עוזרות למערכת החיסון, שכבר משמידה תאים חריגים רבים, לזהות את הגידול. התרופות האלה נקראות מעכבי נקודות בקרה חיסוניות, אבל נקודות הבקרה שהן משחררות הן בלמים על תאי החיסון, לא נקודות הבקרה של מחזור התא. שיעורי ההישרדות עלו בסוגי סרטן רבים, ובמדינות רבות רוב האנשים שמאובחנים בכמה מהסוגים הנפוצים חיים היום שנים רבות אחר כך.
מה המודל הזה משמיט
הסצנה מריצה שש מוטציות בסדר קבוע אחד, וכל אחת משביתה בקרה אחת. סרטנים אמיתיים נושאים קומץ של מוטציות מניעות כאלה בין אלפי מוטציות נוסעות לא מזיקות, בסדרים שמשתנים מגידול לגידול ומסוג סרטן אחד לאחר; חלק מהבקרות אובדות בהשתקת גנים בלי לשנות את האותיות שלהם. הסדר כאן עוקב אחרי דרך נפוצה של סרטן המעי, והגנים ששמם מופיע בתרשים הם דוגמאות, לא היחידים.
הגוש מצויר בגודל של כמה מאות תאים, וכל צעד מוצג בבת אחת; אצל אדם כל צעד לוקח חודשים עד שנים, וגוש אמיתי גדל למיליוני או למיליארדי תאים. החלק של התאים שנחים, מתחלקים או עצורים בנקודות בקרה הוא להמחשה בלבד, והצבעים נועדו ללמידה: במיקרוסקופ, צביעות מראות את הגרעינים בסגול ואת שאר התא בוורוד. הסצנה משמיטה את תאי החיסון שמסיירים ברקמה, את תאי התמיכה שגידולים מגייסים ואת כלי הלימפה. על האופן שבו תא בודד מתחלק, ראו חלוקת תאים; על האופן שבו אפשר לערוך גנים כדי לחקור סרטן או לטפל בו, ראו קריספר ועריכת גנים.