Каждый год диагноз рак ставится миллионам людей, и каждый из них мечтает о победе над ним. Сможем ли медицина когда-нибудь полностью победить это заболевание? Исследователи из Кильского университета (Kiel University) в Германии пришли к не слишком обнадеживающему выводу: рак так же древен, как многоклеточная жизнь на Земле, и, вероятно, никогда не будет ликвидирован полностью. Таково мнение профессора Томаса Боша (Thomas Bosch) из Института зоологии Кильского университета (Zoological Institute of Kiel University), основанное на результатах его последнего исследования, опубликованного в научном журнале Nature Communications.

Рак вызывается древними генами

Причины развития опухолей ученые связывают с так называемыми раковыми генами. Вопросом о том, когда опухоли возникли в процессе эволюции, Томислав Домазет-Лошо (Domazet-Lošo) и Дитхард Тауц (Diethard Tautz) из Института эволюционной биологии имени Макса Планка (Max Planck Institute for Evolutionary Biology) в Плёне занимаются в течение нескольких лет, используя в своей работе биоинформационные методы и собственные базы данных.

«В ходе поиска происхождения раковых генов мы неожиданно сделали открытие в этой древней группе животных», – поясняет Домазет-Лошо, один из авторов исследования. «Наши данные предсказывали, что первые многоклеточные животные уже имели большинство генов, способных вызывать рак у человека». Однако то, чего не хватало до сих пор, это, с одной стороны, доказательств, что у этих простых животных действительно развивались опухоли, и, с другой стороны, понимания механизмов образования у них опухолей на молекулярном уровне.

Причина опухоли – ошибка в программе смерти клетки

Группа ученых под руководством эволюционного биолога профессора Томаса Боша из Института зоологии Кильского университета достигла значительных успехов в понимании причин развития рака. Профессор Бош в течение многих лет занимается изучением стволовых клеток и регуляции роста тканей на гидре, филогенетически старом полипе.

«Мы уже обнаружили подверженных развитию опухолей полипов двух разных видов гидры, организма очень похожего на кораллы», – рассказывает профессор Бош, касаясь первых результатов нового исследования.

Это служит доказательством того, что у примитивных и эволюционно старых животных действительного развивались опухоли.

Исследователи установили и клеточную причину опухолей, впервые показав, что стволовые клетки, запрограммированные на дифференциацию пола, накапливаются в больших количествах и не удаляются естественным путем апоптоза – запрограммированной клеточной смерти. Интересно, что эти опухоли развиваются только у особей женского пола и напоминают человеческий рак яичников.

«При проведении более детального молекулярного анализа таких опухолей мы нашли ген, активность которого в опухолевой ткани резко повышена и который в норме предотвращает запрограммированную клеточную смерть», – объясняет соведущий автор этой работы Александр Климович (Alexander Klimovich). «Так как нефункционирующий механизм клеточной смерти отвечает и за рост и распространение опухолей при многих типах человеческого рака, налицо поразительное сходство с раком у человека».

Кроме того, профессор Бош и его коллеги показали, что клетки опухолей эволюционно старых примитивных животных инвазивны. Это означает, что при введении в здоровый организм они могут провоцировать опухолевый рост. Поэтому из своих исследований на гидрах Бош делает следующий вывод: присущее раковым клеткам свойство инвазивности тоже является эволюционно старой функцией.

Справа гидра с развившейся раковой опухолью, слева – здоровое животное.
(Фото: Klimovich/CAU)

Опухоли имеют глубокие эволюционные корни

Средства, направляемые во всем мире на борьбу с раком, огромны. Подсчитано, что в 2012 году только в США в изучение рака было инвестировано более 500 миллиардов долларов. Научные исследования привели к разработке более эффективных профилактических, диагностических и лечебных методов, что определенно можно назвать успехом. Однако верно и то, что прогресс в лечении некоторых часто встречающихся опухолей приходится признать незначительным. Сегодня каждый второй человек с диагнозом рак все еще уступает болезни. Только в Германии каждый четвертый умирает от рака, и эта тенденция усиливается. (World Cancer Report 2014 г.). Эти цифры стали стимулом для создания Национальным институтом здравоохранения (National Institute of Health) США сети физических научно-онкологических центров – новая инициатива, призванная разрушить интеллектуальные барьеры между разными научными дисциплинами. Пол Дэвис (Paul Davies), известный физик-теоретик и автор научно-популярных книг, возглавляющий один из таких центров, недавно пришел к следующему выводу: «Очевидно, что мы полностью поймем рак только в рамках биологической истории». (The Guardian, 2012)

По мнению профессора Боша и его коллег, открытие опухолей у гидры – прорывной шаг в этом направлении.

«Наше исследование подтверждает, что древние животные, такие как гидры, дают огромное количество информации для понимания таких сложных проблем, как рак. Кроме того, наша работа представляет маловероятным, что «война с раком», объявленная в 1970-х годах, может быть когда-либо выиграна. Однако знание самых истоков своего врага – это лучший способ бороться с ним и побеждать во многих сражениях», – подводит итог ученый.

Оригинальная статья

Naturally occurring tumours in the basal metazoan Hydra