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

Лицевая опухоль тасманского дьявола — смертельное заболевание, и ее широкое распространение поставило популяцию тасманских дьяволов под серьезную угрозу. ЛОТД обычно убивает своего носителя за 6–12 месяцев, однако за это время зараженной особи выпадает множество возможностей передать опухоль сородичам, так как драки и укусы являются важной частью многих аспектов социального поведения тасманского дьявола — от агрессивного спаривания до соперничества между самцами.

В моменты спаривания и стычек между животными раковые клетки могут отслаиваться и приземляться на открытые раны. Нарушение кожного барьера создает благоприятные условия для проникновения раковых клеток, после чего воспаление и активная клеточная пролиферация, являющиеся нормальными элементами процесса заживления раны, создают среду, которая особенно способствует разрастанию опухоли.

У заразных опухолей собак и тасманских дьяволов много общего, только вот, в отличие от опухоли собак, у клеток лицевой опухоли тасманского дьявола нет единого предка. У них их два: самец и самка. У первой обнаруженной опухоли тасманского дьявола, ОЛОТД1, имеется две X-хромосомы, что указывает на ее происхождение от самки. У второй же обнаруженной опухоли, ОЛОТД2, оказалась одна Y-хромосома, как и у самцов.

Это говорит о том, что заразная раковая опухоль у тасманских дьяволов, возможно, не такая уж и большая редкость, а в ходе эволюции она может появляться чаще, чем считалось ранее. Элизабет Мерчисон, одна из ученых, занимающихся изучением ЛОТД, рассказала мне, что в начале изучения болезни они с коллегами думали, что подобный рак — огромная редкость в живой природе. Обнаружив же наличие второго предка в 2016 году, они были вынуждены переосмыслить свое представление о заразном раке. Возможно, он не такой уж редкий и необычный, как нам казалось.

Одной из причин существования заразного рака является то, что раковым клеткам удается остаться незамеченными иммунной системой.

При низком уровне генетического разнообразия популяции — как это наблюдается у собак и тасманских дьяволов — раковые клетки, которым удалось в ходе своей эволюции обойти иммунную систему одной особи, могут справиться и с иммунной системой другой при наличии достаточного генетического сходства между ними.

Трансмиссивные раковые опухоли у собак и тасманских дьяволов разрастаются подобно пересаженной ткани в открытых ранах, полученных в результате стычек между животными или спаривания. Нормально функционирующая иммунная система, как правило, распознает чужеродную ткань и отторгает трансплантат. Вот почему для пересадки органов необходимо наличие тканевой совместимости между донором и реципиентом, а также прием иммунодепрессантов.

И собаки, и тасманские дьяволы прошли сквозь генетическое «бутылочное горлышко» — период резкого сокращения численности популяции с вытекающим отсюда сокращением генофонда. У собак это стало главным образом результатом селекционного разведения людьми с целью создания пород, которые есть у нас на данный момент. У тасманских дьяволов падение генетического разнообразия стало, прежде всего, результатом кампаний по их уничтожению европейскими поселенцами, прибывшими на остров в XIX веке. Клеткам трансмиссивной раковой опухоли гораздо легче перепрыгивать с одного носителя на другого в популяции с низким уровнем генетического разнообразия, так как высока вероятность генетического сходства иммунных систем старого и нового носителей.

Низкое генетическое разнообразие — не единственная причина, по которой раковым клеткам удается обойти иммунную систему тасманского дьявола.

Клетки ЛОТД могут сделаться практически невидимыми для иммунитета за счет снижения экспрессии генов главного комплекса гистосовместимости (ГКГС). Белки ГКГС выставляют на поверхность клетки фрагменты белков, которые клетка производит. Тем самым иммунная система отличает свои клетки от чужих. Раковые опухоли человека также зачастую прибегают к этой стратегии, чтобы обойти иммунную систему. Понижая уровень экспрессии ГКГС, клетки ЛОТД более успешно делятся и перемещаются по организму, не вызывая при этом иммунной реакции.

Клетки ТВОС также учатся обходить эту систему распознавания чужеродных тканей. Экспрессия «меток» ГКГС на внешней стороне клетки, которые ее идентифицируют, понижается, благодаря чему этим клеткам оказывается проще оставаться незамеченными. Однако в случае с опухолью собак метки ГКГС отсутствуют только изначально, и их экспрессия по неизвестным причинам может произойти на более поздних стадиях развития опухоли. Порой у этих опухолей и вовсе происходит регрессия, связанная с усилением экспрессии ГКГС и появлением иммунных клеток в месте расположения опухоли. Эти сходства и различия между опухолями собак и тасманских дьяволов указывают на то, что у млекопитающих в целом иммунная система, вероятно, способна сдерживать распространение и развитие заразного рака.