Трансмиссивные раковые заболевания являются одними из самых странных явлений в биологии. Эти опухолевые клетки могут передаваться от одного человека к другому, как инфекционное заболевание. Две трансмиссивные опухоли почти уничтожили тасманийского дьявола. Другая вызывает неприглядные опухоли в гениталиях собак.
Но эти раковые заболевания также являются эволюционной загадкой. Как и почему некоторые опухоли приобретают способность переходить от одного животного к другому?
Ученые, наконец, могут ответить на такие вопросы. В статье, опубликованной в Proceedings of the Royal Society B, они сообщают о спонтанном возникновении трансмиссивных опухолей в лабораторных условиях. Открытие было сделано на небольших, похожих на анемоны пресноводных животных, называемых гидрами, которые, как известно, склонны к раку. Исследователи надеются, что это открытие поможет им лучше понять, как эти опухоли развиваются, эволюционируют и распространяются, что в конечном итоге может помочь предотвратить или контролировать трансмиссивные раковые заболевания в дикой природе.
Гидры могут показаться неожиданным выбором для исследования рака, но они «действительно интересный» вид для изучения того, как возникают опухоли, говорит Майкл Метцгер, биолог из Тихоокеанского северо-западного исследовательского института, не участвовавший в работе. «Вы действительно можете многому научиться [у них] о фундаментальных аспектах биологии рака».
Трансмиссивные виды рака считаются редкими; ученые обнаружили всего около дюжины примеров, в основном у мидий и их родственников. Но их «драматические экологические последствия» делают их важными для изучения, говорит Софи Тиссо, эволюционный эколог из CNRS, французского национального исследовательского агентства. Если ученые смогут выяснить, как эти опухоли возникают и распространяются, они смогут лучше предсказывать или контролировать вспышки.
К сожалению, все известные ученым виды были обнаружены намного позже того, как они начали распространяться, что делает невозможным изучение того, как они появились.
Поэтому в новом исследовании Тиссо и ее коллеги обратились к пресноводному книдарию Hydra oligactis. Гидры, пожалуй, больше всего известны своим « бессмертием »: особи, содержащиеся в хороших условиях, живут, кажется, бесконечно долго, не проявляя никаких признаков старения; они даже могут регенерировать поврежденные части. Но они также склонны к раку: у диких гидр легко развиваются опухоли, если их перекармливать в неволе , что делает их отличным выбором для изучения того, как возникают раковые заболевания, говорит Тиссо. И поскольку они размножаются бесполым путем — создавая клоны самих себя посредством «почкования», — животные могут помочь разграничить роль генетики в развитии рака.
Тиссо и ее коллеги начали с тщательного наблюдения за клонированными потомками гидр, у которых развились опухоли после того, как их кормили на две трети больше, чем необходимо. Примерно четверть гидр, которые отпочковались от пораженных раком, сами развили опухоли.
Чтобы проверить, действительно ли эти опухоли передавались от родительских гидр, а не возникали спонтанно в каждом поколении, команда также провела скрининг бесполого потомства гидр, не болевших раком. Конечно же, у гидр от родителей, у которых был рак, вероятность развития опухолей была примерно в четыре раза выше, чем у гидр от родителей без опухолей, хотя все гидры были идентичны генетически.
Метцгер, изучающий трансмиссивные виды рака у моллюсков, говорит, что он не совсем уверен, что команда продемонстрировала спонтанное возникновение трансмиссивных опухолей; он хотел бы увидеть секвенирование опухолей, чтобы убедиться, что рак действительно передается. Но в любом случае он считает, что модель будет полезна для изучения биологии рака, включая молекулярную основу того, почему у некоторых людей развивается рак, а у других — нет. «Это, безусловно, более управляемая система, чем держать 1000 тасманийских дьяволов в лаборатории и наблюдать за ними, чтобы увидеть, разовьется ли у них рак».
Сама Тиссо была удивлена, что было так легко найти трансмиссивные опухоли. Многие из спонтанных опухолей гидр легко передавались их потомкам, вопреки распространенному мнению, что такие раковые заболевания требуют редкого « идеального шторма » признаков хозяина и опухоли. Если это справедливо для других видов, то почему трансмиссивные раковые заболевания так редки в природе?
Вероятно, потому, что другие факторы держат их под контролем, говорит Тиссо. Больные особи могут быть быстро удалены из популяции, например, хищниками. Она также отмечает, что опухоли в исследовании были на удивление «хрупкими»: простое сокращение потребления пищи животными привело к резкому снижению заразности опухолей четвертого поколения.
Хотя это может показаться хорошей новостью, обратная сторона заключается в том, что «деятельность человека может неосознанно создавать условия, благоприятствующие распространению этих видов рака», отмечает Тиссо. Например, потеря хищников может означать, что особи, ослабленные трансмиссивным раком, не будут удалены до того, как их опухоли успеют распространиться, или что мутации, вызванные экологическим стрессом, могут повысить вероятность возникновения рака в целом.
Метцгер говорит, что изучение гидр также может дать представление, касающееся людей. Метастазы можно считать своего рода передачей опухолей, говорит он, поэтому изучение рака, передаваемого гидрами и другими животными, может пролить свет на этот процесс. «Они немного отличаются от того, что происходит у людей, но я думаю, что в этом их ценность», — говорит он. «Это показывает широту того, как может выглядеть рак».
