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

Эта концепция похожа на нашу аналогию с натянутым канатом, однако здесь приходится соблюдать баланс по большему количеству пар переменных: росту и репродуктивному успеху, репродуктивному успеху и выживанию, выживанию и росту и так далее. Причем каждую из этих задач организма можно разбить на подзадачи, многие из которых также находятся в противовесе друг с другом. Чтобы было проще понять эту концепцию, давайте упростим ее и рассмотрим отдельно один ресурс: время, в частности — время достижения репродуктивного возраста. У организмов, делающих упор на раннем развитии (чтобы быстро вырасти и оставить как можно больше потомства), короткий жизненный цикл. У организмов, которые делают упор на долгосрочном выживании, рост протекает более медленно, репродуктивный возраст наступает позже, и они оставляют меньше потомков. Это организмы с длинным жизненным циклом. (Сами по себе эти стратегии равнозначны. Выбор оптимальной зависит от конкретных условий обитания каждого организма — в частности, от того, с какими угрозами ему приходится иметь дело на протяжении жизни.)

При прочих равных условиях не следует ожидать, что организмы с длинным жизненным циклом, например слоны, будут подвержены раку в меньшей степени, чем организмы с коротким жизненным циклом, так как они делают упор на долгосрочном выживании, а не на быстром размножении. Одним из факторов долгосрочного выживания является уход за организмом. Для продления жизни многоклеточного организма с длинным жизненным циклом очень важно обеспечивать его защиту от рака за счет обнаружения мутаций и подавления недобросовестного клеточного поведения.

Как мы уже с вами видели, за эффективное подавление рака зачастую приходится чем-то жертвовать. Это одна из причин, по которым особи, несмотря на миллионы лет эволюции, не обретают способность к полному подавлению рака.

Селекция, применяемая в сельском хозяйстве, предоставляет уникальную возможность изучить эти компромиссы между чертами, способствующими приспособленности, и риском развития рака. С помощью селекции мы разводим животных с определенными качествами, такими как производство большого количества молока или откладывание как можно большего количества яиц. В случае кур, разводимых для производства яиц, с увеличением яйценоскости приходит и повышенный риск развития рака яичников — скорее всего, это связано с более активной клеточной пролиферацией в яичниках и соседних с ними тканях.

Быстрый сезонный рост оленьих рогов — еще один пример шаткого баланса между подавлением рака и клеточной свободой. Зимой олени сбрасывают рога, а в течение весны и лета они быстро отрастают — олени готовятся к сезону размножения, который приходится на осень.

У самцов с большими рогами имеется репродуктивное преимущество перед другими самцами. Эта способность также делает оленей более восприимчивыми к странным опухолеподобным образованиям на рогах (рис. 5.4). Стремительный рост рогов требует одновременно и быстрой пролиферации клеток, и строгого ограничения роста. Многие признаки указывают на связь между способностью к быстрому отращиванию рогов и механизмами развития рака. Даже в нормальных рогах без опухолей экспрессия генов больше похожа на экспрессию клеток рака кости (остеосаркомы), чем здоровой костной ткани. Кроме того, в рогах наблюдается экспрессия генов активации опухоли, а генетический анализ показал, что гены, связанные с раком (протонкогены), были подвержены положительному отбору у предков современных оленей.

Рисунок 5.4. При нарушении нормального роста в оленьих рогах образуются опухоли из разросшейся костной ткани. Восприимчивость к таким опухолям у оленей связана с быстрой пролиферацией клеток, необходимой для того, чтобы успевать отращивать рога каждый год к сезону размножения. Это один из примеров черты, появившейся в результате полового отбора, которая связана с повышенным риском развития рака.

Таким образом, рога представляют собой пример выбранной в результате полового отбора черты (так как самки отдают предпочтение оленям с более крупными рогами), которая увеличивает восприимчивость к раку.

Другим таким примером является размер тела. У многих видов животных самки отдают предпочтение более крупным самцам, например, у пресноводной рыбы под названием пецилия пятнистая (также известная как рыба-полумесяц или Xiphophorus maculatus ). Некоторые самцы этого вида значительно крупнее своих сородичей. Более крупных самцов называют мечеными, так как обычно у них на брюхе имеется большое черное пятно. Оно представляет собой меланому. Ген, ответственный за большой размер, делает этих рыб еще и восприимчивыми к данному виду опухоли.