Early theories regarding cancer causes
Since the beginning, doctors have been trying to figure out the causes of cancer. The gods were blamed by the ancient Egyptians for cancers.
Modern knowledge of cancer causes is being developed
Carcinogens both chemical and viral
Katsusaburo Yamagiwa of Tokyo University and Koichi Ichikawa, both from Tokyo University, inflicted cancer on laboratory animals by using coal tar to the skin of rabbits. Since John Hill, a London physician, recognized tobacco as a carcinogen (a substance that causes cancer in humans), it had been more than 150 years. It was many years before tobacco was "rediscovered", as one of the most dangerous sources of chemical carcinogens known.
We recognize and avoid certain substances that can cause cancer today. These include coal tars and some of their derivatives (like benzene), hydrocarbons, aniline (a substance used in the manufacture of dyes), and others. Cancer can also be caused by ionizing radiation from many sources, including the sun. The government has established safety standards for many substances to ensure public safety. These include benzene and asbestos, hydrocarbons in the air, radiation, and arsenic in water.
Many cancers have been linked to HPVs (human papillomavirus) including those of the cervix and vulva, vagina, penis, and vagina. High-risk HPV types have also been linked to some head and neck cancers, mainly the tongue and tonsils. There are now vaccines that can help to prevent HPV infection.
The 2014 World Health Organization International Agency for Research on Cancer has identified over 100 chemicals, physical and biological carcinogens. These associations were discovered long before scientists knew much about the development of cancer. Research is now focusing on the discovery of new carcinogens and their effects on cancer.
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Scientists had all the tools they needed to solve some of the most difficult problems in biology and chemistry by the middle of the 20th century. James Watson and Francis Crick were awarded the Nobel Prize in 1962 for discovering the chemical structure of DNA. This is the basic material that makes up the genome.
The genetic code that gives the order to all cells was based on DNA. Scientists were able to learn how to translate this code and understand how genes work. Many complex questions regarding cancer were answered by modern chemistry and biology techniques.
Scientists knew cancer could be caused either by radiation or chemicals. Sometimes, cancer can even run in families. As scientists gained more knowledge about DNA and genes, they discovered that cancer is often caused by DNA damage by radiation and chemicals, as well as the introduction of new DNA sequences through viruses. It was possible to pinpoint exactly where the damage occurred on a particular gene.
Scientists have discovered that defective genes can be inherited and that some genes inherited from parents are also defective to the point where certain chemicals are more likely to cause harm. This means that most of the cancer-causing substances (carcinogens), caused genetic damage (mutations). These mutations looked very similar to the ones that could be inherited and could lead to the same type of cancer if they were added.
No matter how the original mutation began (inborn or spontaneous), the cells that grew out of the mutated cells eventually became abnormal cells, called clones or duplicates of the abnormal cells. Over time, the mutations and genetic damage that led to cancer progressed to more dangerous clones. Normal tissues are different from cancer. Cancer cells have damaged DNA, but normal cells die. This crucial difference has answered many of the questions scientists have been struggling to answer for years.
Oncogenes, tumor suppressor genes
In the 1970s scientists identified two important gene families that were related to cancer: tumor suppressor and oncogenes.
Oncogenes are genes that cause cells to grow out of control and develop into cancer cells. These are caused by mutations or changes in certain genes within the cell, called proto-oncogenes. Proto-oncogenes refer to the genes that control the rate at which a cell divides, and how it differentiates (or specializes) in a particular function within the body.
Normal genes are called tumor suppressor genes. They slow down cell division, fix DNA errors and tell cells when they should die. This process is known as apoptosis or programmed cell suicide. If tumor suppressor genes aren't working properly, cells can grow out of control and can eventually become cancerous.
A cell can be compared to a car. It must be able to regulate its speed to function properly. The proto-oncogene functions similarly to a gas pedal, helping the cell grow and divide. Oncogenes could be likened to a stuck gas pedal, which causes cells to grow out of control. A tumor suppressor gene can be compared to a brake pedal on a car. It prevents cells from growing too fast, just like a brake stops a car from going too fast. Cell division can become out of control if the gene is damaged, such as a mutation.
Medical scientists are slowly identifying oncogenes, tumor suppressor genes, and those that can be inherited to cause cancer. The discovery in the 1990s of BRCA1 and BRCA2 genes, which cause breast cancers in some women, is a significant step forward. These genes can be used to determine who is at higher risk for developing breast cancer.
Other genes have been linked to cancers in families like cancers of the colon and rectum, kidneys, thyroid, pancreas, and skin melanoma. Familial cancer is less common than spontaneous cancer, which is cancer that develops from DNA damage. The percentage of cancers linked to heredity is below 15%. It is important to be aware of these cancers as we may be able, through continued genetic research, to identify more people at high risk.
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Researchers soon recognized the importance and necessity of certain genetic mutations in cancer. They began to work on targeted therapies, drugs, or substances that inhibit specific molecules to counter the effects of these genes.
कैंसर के कारणों को समझना: प्राचीन काल से वर्तमान तक
कैंसर के कारणों के बारे में प्रारंभिक सिद्धांत
शुरुआत से ही डॉक्टर कैंसर के कारणों का पता लगाने की कोशिश करते रहे हैं । प्राचीन मिस्रियों द्वारा कैंसर के लिए देवताओं को दोषी ठहराया गया था ।
कैंसर के कारणों का आधुनिक ज्ञान विकसित किया जा रहा है
कार्सिनोजेन्स रासायनिक और वायरल दोनों
टोक्यो विश्वविद्यालय के कात्सुसाबुरो यामागीवा और टोक्यो विश्वविद्यालय के कोइची इचिकावा, दोनों ने खरगोशों की त्वचा के लिए कोयला टार का उपयोग करके प्रयोगशाला जानवरों पर कैंसर को भड़काया । चूंकि लंदन के एक चिकित्सक जॉन हिल ने तंबाकू को एक कार्सिनोजेन (एक पदार्थ जो मनुष्यों में कैंसर का कारण बनता है) के रूप में मान्यता दी थी, यह 150 से अधिक वर्षों से अधिक था । तंबाकू को "फिर से खोजा" जाने से कई साल पहले, रासायनिक कार्सिनोजेन्स के सबसे खतरनाक स्रोतों में से एक के रूप में जाना जाता था ।
हम कुछ ऐसे पदार्थों को पहचानते हैं और उनसे बचते हैं जो आज कैंसर का कारण बन सकते हैं । इनमें कोयला टार्स और उनके कुछ डेरिवेटिव (जैसे बेंजीन), हाइड्रोकार्बन, एनिलिन (रंगों के निर्माण में इस्तेमाल किया जाने वाला पदार्थ), और अन्य शामिल हैं । सूर्य सहित कई स्रोतों से विकिरण को आयनित करने के कारण भी कैंसर हो सकता है । सरकार ने सार्वजनिक सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए कई पदार्थों के लिए सुरक्षा मानक स्थापित किए हैं । इनमें बेंजीन और एस्बेस्टोस, हवा में हाइड्रोकार्बन, विकिरण और पानी में आर्सेनिक शामिल हैं ।
कई कैंसर एचपीवी (मानव पेपिलोमावायरस) से जुड़े हुए हैं जिनमें गर्भाशय ग्रीवा और योनी, योनि, लिंग और योनि शामिल हैं । उच्च जोखिम वाले एचपीवी प्रकारों को कुछ सिर और गर्दन के कैंसर से भी जोड़ा गया है, मुख्य रूप से जीभ और टॉन्सिल । अब ऐसे टीके हैं जो एचपीवी संक्रमण को रोकने में मदद कर सकते हैं ।
2014 विश्व स्वास्थ्य संगठन इंटरनेशनल एजेंसी फॉर रिसर्च ऑन कैंसर ने 100 से अधिक रसायनों, भौतिक और जैविक कार्सिनोजेन्स की पहचान की है । वैज्ञानिकों को कैंसर के विकास के बारे में बहुत कुछ जानने से पहले इन संघों की खोज की गई थी । अनुसंधान अब नए कार्सिनोजेन्स की खोज और कैंसर पर उनके प्रभावों पर ध्यान केंद्रित कर रहा है ।
वैज्ञानिकों के पास 20 वीं शताब्दी के मध्य तक जीव विज्ञान और रसायन विज्ञान में कुछ सबसे कठिन समस्याओं को हल करने के लिए आवश्यक सभी उपकरण थे । जेम्स वाटसन और फ्रांसिस क्रिक को डीएनए की रासायनिक संरचना की खोज के लिए 1962 में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था । यह मूल सामग्री है जो जीनोम बनाती है ।
आनुवंशिक कोड जो सभी कोशिकाओं को आदेश देता है, डीएनए पर आधारित था । वैज्ञानिक यह जानने में सक्षम थे कि इस कोड का अनुवाद कैसे करें और समझें कि जीन कैसे काम करते हैं । कैंसर के बारे में कई जटिल सवालों के जवाब आधुनिक रसायन विज्ञान और जीव विज्ञान तकनीकों द्वारा दिए गए थे ।
वैज्ञानिकों को पता था कि कैंसर विकिरण या रसायनों के कारण हो सकता है । कभी-कभी, कैंसर परिवारों में भी चल सकता है । जैसा कि वैज्ञानिकों ने डीएनए और जीन के बारे में अधिक ज्ञान प्राप्त किया, उन्होंने पाया कि कैंसर अक्सर विकिरण और रसायनों द्वारा डीएनए क्षति के कारण होता है, साथ ही वायरस के माध्यम से नए डीएनए अनुक्रमों की शुरूआत भी होती है । यह इंगित करना संभव था कि किसी विशेष जीन पर क्षति कहां हुई ।
वैज्ञानिकों ने पता लगाया है कि दोषपूर्ण जीन विरासत में मिल सकते हैं और माता-पिता से विरासत में मिले कुछ जीन भी उस बिंदु पर दोषपूर्ण हैं जहां कुछ रसायनों को नुकसान होने की अधिक संभावना है । इसका मतलब यह है कि कैंसर पैदा करने वाले अधिकांश पदार्थ (कार्सिनोजन), आनुवंशिक क्षति (उत्परिवर्तन) का कारण बनते हैं । ये उत्परिवर्तन उन लोगों के समान दिखते थे जो विरासत में मिल सकते थे और अगर उन्हें जोड़ा गया तो एक ही प्रकार का कैंसर हो सकता है ।
कोई फर्क नहीं पड़ता कि मूल उत्परिवर्तन कैसे शुरू हुआ (जन्मजात या सहज), उत्परिवर्तित कोशिकाओं से बाहर निकलने वाली कोशिकाएं अंततः असामान्य कोशिकाएं बन गईं, जिन्हें असामान्य कोशिकाओं के क्लोन या डुप्लिकेट कहा जाता है । समय के साथ, उत्परिवर्तन और आनुवंशिक क्षति जिसने कैंसर को जन्म दिया, वह अधिक खतरनाक क्लोन में आगे बढ़ गया । सामान्य ऊतक कैंसर से अलग होते हैं । कैंसर कोशिकाओं ने डीएनए को नुकसान पहुंचाया है, लेकिन सामान्य कोशिकाएं मर जाती हैं । इस महत्वपूर्ण अंतर ने कई सवालों के जवाब दिए हैं जो वैज्ञानिक वर्षों से जवाब देने के लिए संघर्ष कर रहे हैं ।
ऑन्कोजीन, ट्यूमर शमन जीन
1970 के दशक में वैज्ञानिकों ने दो महत्वपूर्ण जीन परिवारों की पहचान की जो कैंसर से संबंधित थे: ट्यूमर सप्रेसर और ऑन्कोजीन ।
ऑन्कोजीन जीन हैं जो कोशिकाओं को नियंत्रण से बाहर होने और कैंसर कोशिकाओं में विकसित होने का कारण बनते हैं । ये कोशिका के भीतर कुछ जीनों में उत्परिवर्तन या परिवर्तन के कारण होते हैं, जिन्हें प्रोटो-ऑन्कोजीन कहा जाता है । प्रोटो-ऑन्कोजीन उन जीनों को संदर्भित करते हैं जो उस दर को नियंत्रित करते हैं जिस पर एक कोशिका विभाजित होती है, और यह शरीर के भीतर किसी विशेष कार्य में कैसे अंतर (या माहिर) करती है ।
सामान्य जीन को ट्यूमर शमन जीन कहा जाता है । वे कोशिका विभाजन को धीमा कर देते हैं, डीएनए त्रुटियों को ठीक करते हैं और कोशिकाओं को बताते हैं कि उन्हें कब मरना चाहिए । इस प्रक्रिया को एपोप्टोसिस या प्रोग्राम्ड सेल आत्महत्या के रूप में जाना जाता है । यदि ट्यूमर शमन जीन ठीक से काम नहीं कर रहे हैं, तो कोशिकाएं नियंत्रण से बाहर हो सकती हैं और अंततः कैंसर बन सकती हैं ।
एक सेल की तुलना कार से की जा सकती है । यह ठीक से काम करने के लिए अपनी गति को विनियमित करने में सक्षम होना चाहिए । प्रोटो-ऑन्कोजीन एक गैस पेडल के समान कार्य करता है, जिससे सेल बढ़ने और विभाजित होने में मदद मिलती है । ऑन्कोजीन की तुलना एक अटक गैस पेडल से की जा सकती है, जिसके कारण कोशिकाएं नियंत्रण से बाहर हो जाती हैं । एक ट्यूमर शमन जीन की तुलना एक कार पर ब्रेक पेडल से की जा सकती है । यह कोशिकाओं को बहुत तेजी से बढ़ने से रोकता है, जैसे ब्रेक एक कार को बहुत तेजी से जाने से रोकता है । जीन क्षतिग्रस्त होने पर कोशिका विभाजन नियंत्रण से बाहर हो सकता है, जैसे कि उत्परिवर्तन ।
चिकित्सा वैज्ञानिक धीरे-धीरे ऑन्कोजीन, ट्यूमर शमन जीन और उन लोगों की पहचान कर रहे हैं जो कैंसर का कारण बन सकते हैं । 1990 के दशक में बीआरसीए 1 और बीआरसीए 2 जीन की खोज, जो कुछ महिलाओं में स्तन कैंसर का कारण बनती है, एक महत्वपूर्ण कदम है । इन जीनों का उपयोग यह निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है कि स्तन कैंसर के विकास के लिए कौन अधिक जोखिम में है ।
अन्य जीनों को बृहदान्त्र और मलाशय, गुर्दे, थायरॉयड, अग्न्याशय और त्वचा मेलेनोमा के कैंसर जैसे परिवारों में कैंसर से जोड़ा गया है । पारिवारिक कैंसर सहज कैंसर की तुलना में कम आम है, जो कैंसर है जो डीएनए क्षति से विकसित होता है । आनुवंशिकता से जुड़े कैंसर का प्रतिशत 15% से कम है । इन कैंसर के बारे में जागरूक होना महत्वपूर्ण है क्योंकि हम उच्च जोखिम वाले अधिक लोगों की पहचान करने के लिए निरंतर आनुवंशिक अनुसंधान के माध्यम से सक्षम हो सकते हैं ।
शोधकर्ताओं ने जल्द ही कैंसर में कुछ आनुवंशिक उत्परिवर्तन के महत्व और आवश्यकता को मान्यता दी । उन्होंने लक्षित उपचारों, दवाओं या पदार्थों पर काम करना शुरू कर दिया जो इन जीनों के प्रभावों का मुकाबला करने के लिए विशिष्ट अणुओं को रोकते हैं ।