Эпидемия рака. Почему некоторые виды опухолей становятся заразными

Разные заразные

О том, что рак может быть заразен, впервые заговорили во второй половине XIX века. Российский врач Мстислав Новинский впервые описал трансмиссивную венерическую саркому собак и экспериментально показал, что она передается половым путем.

Долгое время эта болезнь считалась единственным инфекционным раком, пока в 1996-м американские и австралийские ученые не обнаружили подобное заболевание у сумчатых (тасманийских) дьяволов (Sarcophilus harrisii) — крупных млекопитающих, обитающих только на Тасмании. Речь идет о лицевой опухоли дьявола, которая передается от особи к особи при укусах за морду. За год-полтора она становится такой огромной, что не дает животному нормально питаться, и оно погибает.

Тасманийские дьяволы довольно агрессивны и часто нападают друг на друга, поэтому болезнь стремительно распространилась по всему острову. По оценкам зоологов, она уничтожила более 80 процентов популяции. При таком уровне заразности уже к 2030-2040-м годам этот вид млекопитающих, скорее всего, исчезнет в дикой природе.

Морда тасманийского дьявола, пораженная раковыми опухолями

Фото : Save the Tasmanian Devil Program

Опасные паразиты

Похожая ситуация сложилась в отдельных популяциях двустворчатых моллюсков, у которых заразный рак обнаружили в 2015-м. Заболевшие им мидии умирают из-за того, что работу всех тканей и органов разрушают раковые клетки, циркулирующие в гемолимфе, которая выполняет у моллюсков функцию крови.

Диссеминированная неоплазия — таково научное название болезни — распространена среди разных видов мидий на тихоокеанском побережье Северной Америки, в Южной Америке, Европе и, как выяснили недавно ученые из СПбГУ, в дальневосточных и северных морях России. В частности, раковые клетки — крупные, с полиплоидными ядрами и аномальным цитоскелетом — ученые нашли в гемолимфе моллюсков из бухты Гайдамак под Находкой.

Как объяснила в разговоре с РИА Новости первый автор исследования, научный сотрудник кафедры прикладной экологии СПбГУ Мария Сказина, ученые предлагают рассматривать такие клетки в качестве паразитов, которые передаются от больных особей здоровым. Тем более что у них собственный генотип, отличающийся от генотипов моллюсков-хозяев.

Так выглядит заразный рак у мидий. На снимке представлены клетки крови (гемоциты) особи, страдающей диссеминированной неоплазией. Изображения даны в двух разных увеличениях (а, b). Ядра гемоцитов окрашены в синий цвет, актиновые микрофиламенты — в красный. Нормальные распластанные гемоциты с компактным ядром отмечены треугольниками. Раковые клетки с крупным ядром и аномальным актиновым цитоскелетом, напоминающим иголки ежа, отмечены звездочками

Пресс-служба СПбГУ

“В прошлом году в Nature вышло исследование, авторы которого описали предполагаемый механизм передачи раковых клеток между особями. Оказалось, когда мидия испытывает стресс, клетки ее гемолимфы могут покидать организм, существовать какое-то время в окружающей среде и проникать внутрь других мидий. Этот процесс наблюдали у здоровых моллюсков. Возможно, раковые клетки используют именно этот механизм для заражения. Однако это лишь гипотеза. Чтобы понять, насколько она состоятельна, требуются сложные экспериментальные исследования", — пояснила она.

SCANDAL на ровном месте

Такое отображение механизма инфицирования раком хорошо бьется с теорией, предложенной российскими учеными из Института проблем передачи информации РАН.

По их мнению, некоторые современные таксоны животных — потомки заразных (трансмиссивных) раковых опухолей, которые появились у доисторических обитателей Земли. А сам процесс их эволюции выглядел следующим образом. Неизвестный древний паразит, оказавшись в теле животного-хозяина, спровоцировал развитие злокачественного новообразования. Как показывает история 41-летнего жителя Колумбии, такое возможно и сейчас — мужчина заболел раком, который был у ленточного червя, попавшего в организм вместе с пищей.

Затем в геноме древнего паразита, превратившегося в опухоль, пропали гены, связанные с апоптозом — регулируемой клеточной гибелью — и контролем клеточного цикла. То есть фактически организм стал бессмертным. На третьем этапе он приобрел способность к передаче между различными особями и научился менять умирающего хозяина на такого же, но еще полного сил.

Примерно так сегодня действуют известные виды заразного рака — трансмиссивная венерическая саркома у собак, лицевая опухоль у тасманийских дьяволов и диссеминированная неоплазия у мидий. Причем первые две продолжают эволюционировать, но совсем не так, как рак в организме людей. Порой клетки в одном новообразовании у человека похожи друг на друга меньше, чем опухоли у дьяволов с разных концов Тасмании или собак с разных континентов.

Так, за последние тысячи лет собачья саркома — она считается старейшим инфекционным раком — научилась приспосабливаться к внешним условиям обитания, в том числе выдерживать ультрафиолетовое излучение. В то время как эволюция человеческого рака, как правило, направлена на безудержный рост и попытки обойти защиту иммунной системы.

Проанализировав геномы 546 трансмиссивных венерических собачьих сарком, собранных в 43 странах, ученые выяснили: за последние несколько тысяч лет раковые клетки сумели приспособиться к внешним условиям обитания, в том числе к ультрафиолетовому излучению. Кроме того, исследователи вычислили примерное место и время появления первой саркомы у собаки. Это случилось от 4000 до 8500 лет до нашей эры на территории современной Евразии. Отсюда болезнь распространилась по всему миру

Иллюстрация РИА Новости . Depositphotos/delpieroo

Как отмечают авторы SCANDAL (так назвали теорию от английского Speciated by cancer development animals), следующий шаг после приобретения заразности — превращение опухоли в отдельный многоклеточный организм.

Именно так, по их мнению, могли возникнуть миксоспоридии (Myxosporea) — беспозвоночные морские животные, относящиеся к книдариям. Они родственники кораллов и медуз, но настоящие паразиты. При этом селиться предпочитают не в тканях хозяина (в их случае это рыбы), как остальные, а в его клетках.

"Ее (миксоспоридии. — Прим. ред.) эволюция сопровождалась потерей многочисленных генов, вовлеченных в апоптоз и подавление клеточного цикла. А это генетические изменения, характерные для раковой прогрессии", — пишут авторы работы. Однако подчеркивают, что подтвердить или опровергнуть их гипотезу смогут только дальнейшие исследования.

Миксоспоридии — паразиты рыб — относятся к книдариям. По мнению исследователей из Института передачи проблем информации РАН, эти странные животные могли произойти от трансмиссивной раковой опухоли, которая возникла у древнего существа

CC BY 4.0 / Parasite (2018)

Научный мир скептически отнесся к этой теории. Так, известный биолог Евгений Кунин, работающий в Центре биотехнологической информации Национальных институтов здравоохранения США, назвал SCANDAL ошибочной гипотезой, хотя и очень интересной. Он отметил, что гены апоптоза могут выключаться не только у клеток злокачественных опухолей. Кроме того, недостаточно данных, чтобы утверждать, что в процессе упрощения древний паразит хотел избавиться именно от этих генов.