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

Существует много причин, по которым различные мутации могут быть связаны с раком в различных популяциях. Как мы уже видели, одного только наличия их недостаточно для развития рака — должен быть нарушен баланс генетических продуктов, регулирующих поведение клетки. Этот баланс подвержен влиянию внешних факторов, регулирующих экспрессию конкретного гена, а также экспрессии других генов. Другими словами, в разных популяциях наши метафорические ведра, регулирующие баланс между ростом и ограничением, заполняются разными генными продуктами. Человеку из одной популяции — скажем, английской женщине — BRCA-мутации может оказаться достаточно, чтобы сдвинуть баланс в сторону сильно повышенной предрасположенности к раку, в то время как для представителя другой популяции, например норвежской женщины, такая мутация может не оказать столь сильного влияния на восприимчивость к раку.

НЕ ВСЕ МУТАЦИИ «ГЕНОВ ПРЕДРАСПОЛОЖЕННОСТИ К РАКУ» ВРОДЕ ГЕНОВ BRCA, ОДИНАКОВО ВРЕДНЫ — НЕКОТОРЫЕ НЕСУТ В СЕБЕ ЛИШЬ МИНИМАЛЬНЫЙ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ РИСК РАЗВИТИЯ БОЛЕЗНИ, А ТО И ВОВСЕ НИКАК НА НЕГО НЕ ВЛИЯЮТ.

Рак — это древняя болезнь, однако некоторые его характеристики появились в ходе эволюции позже других.

Некоторые аспекты этой наследуемой предрасположенности к раку являются частью нашего эволюционного многоклеточного наследия, в то время как другие появились относительно недавно. Например, гены, отвечающие за инвазивный характер плаценты, о которых пойдет речь в следующей главе, вероятно, вносят свой вклад в развитие рака, а появились они в ходе эволюции вместе с плацентарными млекопитающими. Мы все несем в себе эти древние наследуемые риски развития рака, будучи одновременно как многоклеточными существами, так и плацентарными млекопитающими.

Гены, которые принято связывать с наследуемым риском рака, такие как мутировавшие гены BRCA, не являются общими для всех. На самом деле существующие между людьми различия и позволяют нам понять, какой именно вклад такие гены вносят в риск развития рака. Многие из этих генов наследуемого риска, различающиеся у людей, появились совсем недавно — как правило, в популяциях, которые были подвержены эффекту «бутылочного горлышка», где они могли дать эволюционное преимущество в виде повышенной репродуктивной функции. Есть и другие гены наследуемого риска, которые явно губительны и вредны с эволюционной точки зрения, а их существование связано с тем, что они появились относительно недавно и для их исключения из популяции в результате естественного отбора просто прошло недостаточно времени.

Инвазия клеток трофобласта

BRCA — не единственное семейство генов, связывающих рак и репродуктивную функцию. Так, ген KISS1 отвечает за производство белка кисспептина, который помогает контролировать инвазивность плаценты, а также играет роль в половом созревании. Одной из функций кисспептина является подавление инвазии клеток трофобласта в слизистую оболочку матки и подавление ангиогенеза (формирования системы кровоснабжения, обеспечивающей растущий плод питательными ресурсами). Между тем ген KISS1 участвует и в подавлении рака: он снижает рост метастазов при раке молочной железы и меланоме. Этому не стоит удивляться: процессы образования метастазов и инвазии плаценты имеют схожие механизмы.

ДЛЯ УСПЕШНОЙ ИМПЛАНТАЦИИ ЭМБРИОНА С ПОСЛЕДУЮЩИМ ВЫКАЧИВАНИЕМ РЕСУРСОВ ИЗ МАТЕРИ ЕМУ НЕОБХОДИМО ПРОНИКНУТЬ В СЛИЗИСТУЮ МАТКИ. ЧЕМ ЛЕГЧЕ ТРОФОБЛАСТАМ (КЛЕТКАМ, КОТОРЫЕ ОБРАЗУЮТ ЗНАЧИТЕЛЬНУЮ ЧАСТЬ ПЛАЦЕНТЫ) ПРОНИКНУТЬ В СТЕНКИ МАТКИ, ТЕМ ВЫШЕ ВЕРОЯТНОСТЬ НАСТУПЛЕНИЯ БЕРЕМЕННОСТИ.

Низкий уровень сопротивляемости такой клеточной инвазии повышает фертильность женщины, однако одновременно с этим и увеличивает риск развития метастазов.

Аналогичные компромиссы между повышенным риском развития рака и высокой репродуктивной функцией могут существовать и у мужчин. Так, высокий уровень тестостерона связан с повышенным риском рака простаты, одновременно с этим способствуя более активной половой жизни мужчины.

Все это указывает на то, что с эволюционной точки зрения оптимальный уровень противораковой защиты может быть не таким высоким, как вы могли подумать. Если чрезмерная защита от рака отрицательно влияет на выживание и размножение, то эволюция отдает предпочтение ее более низкому уровню. Мы с коллегами, заинтересовавшись данными компромиссами между репродуктивной функцией и риском развития рака, построили компьютерную модель, которая показала, как отличаются оптимальные уровни противораковой защиты в различных репродуктивных условиях. Нам хотелось понять, не ослабнет ли противораковая защита организма в условиях повышенной репродуктивной конкуренции, когда оставить потомство удается только самым успешным индивидам.