К числу факторов, которые наиболее достоверно способствуют трансформации протоонкоген а в онкоген, относятся некоторые вирусы. Впервые эти частицы, находящиеся на границе живого и неживого, открыл в 1892 г. выпускник Петербургского университета Д. И. Ивановский.
В 1907 г. французский исследователь А. Борель выдвинул гипотезу о связи рака с вирусами. Такая зависимость впервые была показана в 1908 г., когда датские ученые Эллерман и Банг нашли, что у цыплят возбудитель лейкоза может быть многократно пропущен через бактериальные фильтры и не теряет при этом своей агрессивности. В 1910 г. американец Пейтон Раус установил связь вирусов с саркомой кур. В 1934 г. его соотечественник Р. Шоуп выделил вирус из опухоли бородавок, или папиллом, кроликов. В 1936 г. Дж. Биттнером был открыт вирус рака молочной железы мышей, и 1951 г. Л. Гроссом — вирус лейкоза мышей, в 1964 г. В. Ярретом — вирус лейкоза домашних кошек, а затем и вирус лейкоза обезьян. В изучение последнего большой вклад внесли советские ученые под руководством академика АМН СССР Б. А. Лапина. Сегодня известно более 100 вирусов, вызывающих опухоли у животных и потому названных онкогенными.
Исследование вирусов лейкоза кур, мышей и кошек показало их значительную химическую и антигенную общность, а электронная микроскопия подтвердила сходство их структуры. В большинстве случаев в естественных условиях вызывать опухоли вирусы могут только у «своего» вида животных. Вирус лейкоза мышей не поражает лейкоциты кошек, и наоборот. Кошки заболевают лейкозом, заражаясь друг от друга, подобно тому как мы заражаемся гриппом (горизонтальная передача). Но у мышей даже длительный контакт с заболевшими животными безопасен для здоровых животных. Распространение вируса происходит у них от родителей к потомству (вертикальная передача). У кур заболевание может передаваться и тем и другим путем. В 1957 г, советские исследователи (Л. А. Зильбер с сотрудниками и одновременно Г. Я. Свет-Молдавский с сотрудниками) доказали, что видовая специфичность не является строгим свойством онковирусов: вирус саркомы кур может вызывать опухоли и у крыс.
Тогда же, в 1958 г., выдающийся советский иммунолог и вирусолог Л. А. Зильбер сформулировал основные положения вирусной теории рака. Согласно ей вирус не вызывает разрушения клетки, а вносит в нее свою наследственную информацию, которая становится составной частью генома клеток животных. Зараженная клетка не превращается сразу в раковую, хотя ряд ее биологических параметров уже отличается от здоровых клеток. Для онкогенеза необходим какой-то активирующий фактор, стимулирующий размножение инфицированных вирусом клеток. Зильбер говорил, что вирусу «нужны особые условия, чтобы он проявил болезнетворность, а пока этих условий нет, вирус вполне безобиден». Как видно, в дальнейшем гипотеза Зильбера фактологически подтвердилась, хотя «стартовый пистолет», дающий сигнал к ускоренному размножению зараженных клеток, до сих пор не найден.
Во всех живых биологических объектах генетическая информация хранится в ДНК, а оттуда с помощью процесса транскрипции передается РНК. Далее в ходе трансляции эта информация преобразуется для последующего синтеза белка в цитоплазме на рибосомах. У некоторых вирусов все происходит наоборот: генетическая информация у них записана в РНК, а уже в клетке, ставшей убежищем вирусов, в процессе обратной транскрипции с помощью ферментов (обратной ревертазы) строится новая ДНК. Такие вирусы сейчас называют ретровирусами или РНК-вирусами.
Среди вирусов, вызывающих инфекционные заболевания, встречаются ДНК-вирусы (натуральная оспа, герпес) и РНК-вирусы (грипп, бешенство, полиомиелит, корь). Онкогенными могут быть и ДНК-вирусы (часто возбудители опухолей у обезьян, фибромы у кроликов), и РНК-вирусы (рак молочной железы у мышей, вирусы лейкоза кошек и мышей, возбудители саркомы).
Вирус проникает только в те клетки, которые имеют к нему рецепторы. Чувствительность вирусов к определенным молекулам узкой группы клеток, например Т-хелперов, и только к ним поразительна. В некоторых клетках вирус размножается, в других — нет. В клетках, допускающих размножение вируса, число его частиц увеличивается до десятков миллионов, и в конце концов они разрывают клеточную оболочку. В иных случаях вирус не размножается, а как бы «приклеивается» к клеточным рецепторам, затем проникает через мембрану и начинает с помощью своих молекул информационной (или матричной) РНК осуществлять синтез вирусных белков. Этому не препятствует и то, что клеточные ферменты уничтожает собственную белковую оболочку вируса, главное — лишь бы сохранилась его нуклеиновая кислота.
Эта последняя затем прочно встраивается в ДНК клетки («интеграция» вируса). Теперь наряду с обычным набором белков, выводимых на мембрану клетки, ее ДНК отдает приказы о наработке нового антигена, вирусного. Другой вариант: вирусный антиген заменяет один из белкой тканевой совместимости I класса или заставляет их скучиваться и неправильно располагаться на мембране. В любом случае клетка должна быть распознана ЕК-клетками иммунного надзора или Т-лимфоцитами. Но если вирусный белок обладает иммуносупрессорными свойствами, такое незначительное изменение рисунка поверхности трансформированных вирусом клеток лимфоциты могут не заметить.