Почему у китов не развивается рак, и почему нас это должно волновать?

Хотя исследователи знают, что риск рака увеличивается с возрастом и увеличением веса, киты, крупнейшие млекопитающие в мире, не испытывают этой корреляции. На самом деле, они являются одними из животных, которые реже всего болеют раком. Новое исследование нацелено выяснить, почему это так.

По своей сути рак начинается, когда клетки мутируют ненормально и начинают бесконтрольно расти и делиться, нарушая нормальное функционирование их биологической среды.

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), рак является второй по значимости причиной смерти на глобальном уровне, затрагивающей миллионы людей всех возрастов во всем мире.

Некоторые исследователи утверждают, что болезни, которые попадают под зонтик рака, стали более распространенными в современном мире, в основном из-за таких факторов, как загрязнение окружающей среды и другие изменения в природе, вызванные деятельностью человека. Тем не менее, многие исследования показывают, что люди страдали от рака на протяжении тысячелетий.

Самый ранний случай рака, который исследователи до сих пор смогли документировать, произошел у гоминина (раннего предка человека), останки которого датируются 1,7 миллионами лет. Следователи обнаружили эти останки в южноафриканской пещере, и на заре человечества они обнаружили признаки остеосаркомы, агрессивного типа рака костей.

Тем не менее, люди и их предки не единственные животные в истории, которых поразила саркома. Как ни странно, рак является основной причиной смерти у кошек и собак, и некоторые птицы, рептилии и рыбы — в неволе и в дикой природе — тоже могут страдать от рака.

Кроме того, согласно недавним открытиям, даже у динозавров иногда развивался рак.

Возраст, вес и риск развития рака

Эксперты объясняют, что возраст человека и его вес могут повысить риск развития рака. Эта теория имеет смысл, потому, что, чем дольше кто-то живет, тем больше времени у клеток происходит мутация, и потому что с возрастом его клетки могут быть более подвержены мутациям.

Кроме того, чем больше человек весит, а некоторые ученые даже предполагают, чем он выше, тем больше у него в организме клеток, которые могут подвергаться мутации.

Тем не менее, эти корреляции не применяются равномерно по видам в животном мире. На самом деле, у некоторых животных крайне маловероятно развитие рака, несмотря на то, что они очень крупные и долгоживущие.

Слоны, морские свиньи и киты имеют невероятно низкий уровень заболеваемости раком. Исследователи задавались вопросом, почему, и рассмотрели, может ли устойчивость этих животных к раку помочь людям лучше понять болезнь, и как лучше всего бороться с ней.

Исследование, опубликованное в прошлом году и освещенное в «Medic News Today», возможно, нашло ответ в случае со слонами. Оказывается, что у этих крупных толстокожих есть ген, позволяющий их телам останавливать формирование рака и подавляющий опухоль.

У людей этот ген тоже есть. Однако, в то время как у людей есть только одна копия этого гена, у слонов присутствует целых 20 копий.

Так что насчет китов? Группа исследователей из Университета Северной Аризоны в Флагстаффе, Университета штата Аризона в Темпе и других сотрудничающих учреждений считает, что ответ может снова заключаться в генах этих водных млекопитающих.

Почему рак не влияет на китов?

Для этого исследования — результаты которого опубликованы в журнале Molecular Biology and Evolution — исследователи получили разрешение на анализ образца кожи у Salt, взрослой самки горбатого кита (Megaptera novaeangliae).

Salt часто посещает воды у побережья Массачусетса, и исследователи решили сосредоточиться на ней, потому что другие ученые, а также наблюдатели за горбатыми китами следуют за ней в течение длительного времени, а точнее, с середины 1970-х годов.

Исследовательская группа — во главе с Марком Толлисом, доктором философии, доцентом Университета Северной Аризоны — выполнила секвенирование ДНК и РНК на образце кожи, взятом из Salt, чтобы составить карту ее генома.

Как только они это сделали, исследователи сравнили эти данные с информацией о генетическом составе различных млекопитающих, включая представителей 10 других видов китообразных, таких как синий кит (Balaenoptera musculus), гренландский кит (Balaena mysticetus) и кашалот (Physeter macrocephalus).

Анализ исследователей показал, что определенные геномные локусы (специфические части генома) развивались с большей скоростью у китов, чем у других млекопитающих. В частности, это были локусы, содержащие гены, которые регулируют клеточный цикл, пролиферацию и процесс внутриклеточного восстановления ДНК — по существу, процесс поддержания здоровых клеток.

Толлис и команда отмечают, что гены, ответственные за эти процессы поддержания клеток, мутируют при раке человека.

Другая особенность, которая отличает китов от других млекопитающих, состоит в том, что у них много дубликатов генов, подавляющих опухоль, генов, которые препятствуют развитию и росту рака.

«Это говорит о том, что киты уникальны среди млекопитающих, так как для того, чтобы эволюционировать до их гигантских размеров, эти важные гены, которые эволюционно сохраняются и обычно предотвращают рак, должны были поддерживать приспособленность вида», объясняет Толлис

«Мы также обнаружили, что, несмотря на то, что эти связанные с раком части геномов китов развиваются быстрее, чем у других млекопитающих, в среднем киты накапливали намного меньше мутаций ДНК в своих геномах с течением времени по сравнению с другими млекопитающими, что говорит о том, что они имеют замедленную мутацию», продолжает он.

Насколько это исследование важно для нас?

Так почему же исследователи изучают китов и других животных с чрезвычайно низким риском развития рака? Является ли эта информация полезной для людей?

Авторы настоящего исследования утверждают, что так оно и есть, причем не во всех смыслах. С одной стороны, информация, которую они обнаружили, предполагает, что многие виды в естественном мире эволюционировали самостоятельно, чтобы сдерживать рак.

Это означает, что, понимая механизмы, действующие в этих случаях, исследователи могут в будущем разработать профилактические стратегии и противоопухолевые терапии, которые будут эффективны в борьбе с человеческими формами рака.

«Природа показывает нам, что эти изменения в генах рака совместимы с жизнью. Следующий вопрос: какое из этих изменений предотвращает рак, и можем ли мы перевести эти открытия в предотвращение рака у людей?»

Соавтор исследования Карло Малей, директор Аризонского центра рака и эволюции

В то же время, команда считает, что картирование того, как у разных видов животных развивается рак, а также антионкогенных механизмов, позволит нам узнать, что эти заболевания представляют собой общую угрозу, которая присутствовала с самого начала, — вероятно, не без решения.

«Наша цель — не только заставить природу информировать нас о лучших методах лечения рака, но и дать общественности новую перспективу в лечении рака», — отмечает Толлис, добавляя: «Учитывая тот факт, что киты и слоны эволюционировали, чтобы победить рак, и что динозавры пострадали от него не меньше, можно предположить, что рак был избирательной угрозой на протяжении многих миллионов лет эволюции, и он всегда был с нами».

В будущем исследовательская группа надеется продолжить эту работу и экспериментировать с клеточными линиями китов в лаборатории, чтобы разработать прототипное лекарство от рака на основе механизмов биологической самозащиты этих водных млекопитающих.