Афина Актипис - Клетка-предатель. Откуда взялся рак и почему его так трудно вылечить

Другим следствием эскалации конфликта между ростом и сдерживанием является то, что каждое ведро на концах шеста заполняется, исходя из «предположения», что другое тоже будет наполнено. Как результат, когда что-то идет не по плану, последствия могут быть катастрофическими. В случае мутации гена, у которого обычно происходит экспрессия материнской копии, в правом ведре может оказаться недостаточно полноценных материнских генных продуктов, чтобы уравновесить то, что помещается в левое ведро в результате экспрессии отцовских копий генов. Несмотря на формальную победу отцовских генов, в такой ситуации все оказываются проигравшими. С подобными мутациями и повреждениями генов связан целый ряд синдромов. Доминирующая экспрессия отцовских генов (в результате мутаций, нарушающих нормальное эпигенетическую регуляцию) может привести к таким заболеваниям, как синдром Беквита — Видемана, характеризующийся быстрым ростом в утробе, крупным размером в детстве и повышенным риском развития рака.

НЕСМОТРЯ НА ТОТ ФАКТ, ЧТО ЭВОЛЮЦИЯ СДЕЛАЛА НАС ДОСТАТОЧНО ЭФФЕКТИВНО ФУНКЦИОНИРУЮЩИМИ МНОГОКЛЕТОЧНЫМИ ОРГАНИЗМАМИ, СОТРУДНИЧЕСТВО НАШИХ КЛЕТОК ДАЛЕКО ОТ ИДЕАЛА.

Между клетками и внутри них все равно случаются конфликты, как это происходит в противостоянии экспрессии материнских и отцовских генов. В процессе внутриутробного развития организм расходует энергию, получаемую в результате обмена веществ, как на производство факторов роста, так и на их подавление, что приводит к потере большого количества ресурсов в результате этого конфликта, а также опасной уязвимости в случае сбоя в этих процессах и нарушениях равновесия системы. Рост и развитие в материнской утробе не являются оптимальными с точки зрения наших эволюционных интересов — они представляют собой динамический компромисс между эволюционными приоритетами наших родителей.

К счастью, по мере взросления эти противоречия между родительскими интересами сходят на нет. План тела (расположение его тканей и органов) по большей части завершен, и по мере роста поддерживать баланс между клеточным контролем и клеточной свободой становится все проще. Тем не менее организму приходится постоянно идти на компромисс, подвергая себя риску развития рака, чтобы рост продолжался до достижения репродуктивного возраста, ткани обновлялись, раны заживали, а тело боролось с инфекциями. Даже репродуктивная способность и привлекательность для противоположного пола может влиять на восприимчивость к раку. Эти способности необходимы для нашего выживания, процветания и успешного размножения. Они, может, и связаны с повышенным риском развития рака, однако с эволюционной точки зрения их плюсы перевешивают минусы.

После своего рождения вы встаете на другой натянутый канат, на котором придется удерживать равновесие до достижения репродуктивного возраста. Природа риска чрезмерного контроля клеточного поведения при этом меняется. В утробе избыточный контроль над поведением клеток может привести к остановке или задержке развития, после рождения он чреват повышенной уязвимостью перед инфекциями, бесплодием или ускоренным старением. Таким образом, пока вы идете по натянутому канату жизни, организму приходится продолжать поддерживать баланс между клеточным контролем и клеточной свободой, одновременно сдерживая рак и предоставляя клеткам возможность делать все необходимое для передачи генов следующему поколению. В некоторых случаях чрезмерное подавление рака может негативно отразиться на характеристиках, повышающих нашу приспособленность.

Процесс роста и развития по своей сути связан с повышенным риском рака. Но если так, разве нашему организму не стоит расти как можно более медленно? Однако большой размер связан со многими преимуществами.

С эволюционной точки зрения одним из главных преимуществ крупных организмов является способность к размножению. Но для достижения половой зрелости требуется рост, чреватый рисками. Для быстрого роста приходится закрывать глаза на многие повреждения ДНК, которые обычно подлежат исправлению. И это повышает риск развития рака.

Процесс восстановления ДНК требует времени, в результате чего неизбежно приходится идти на компромисс между ее восстановлением и быстрым делением клеток. Гены-супрессоры опухолей, такие как TP53 и BRCA, кодируют белки, которые помогают контролировать клеточный цикл, заставляя клетки исправлять все повреждения ДНК перед своим делением. Такое замедление клеточного цикла (а вместе с ним и скорости роста организма) является одним из механизмов защиты растущего организма от рака, реализуемых генами-супрессорами опухоли. При отсутствии надлежащего контроля пролиферации, роста и восстановления ДНК клеток полученные повреждения ДНК могут остаться неисправленными, что влечет за собой распространение клеточных мутаций. Конечно, могут уйти десятилетия, прежде чем популяции клеток со связанными с раком мутациями разрастутся и приведут к онкологическим заболеваниям, но все же эти мутации на ранних стадиях развития организма могут дать о себе знать в любой момент на протяжении жизни.