Чому у китів не розвивається рак, і чому ми повинні дбати?
Хоча дослідники знають, що ризик раку зростає в міру того, як людина старіє та набирає вагу, кити, найбільші у світі ссавці, не відчувають цієї взаємозв'язку. Насправді вони є одними з тварин, які найменше хворіють на рак. Нове дослідження має на меті з’ясувати, чому це так.
По суті, рак починається тоді, коли клітини аномально мутують і починають безконтрольно рости та ділитися таким чином, що порушує нормальне функціонування їх біологічного середовища.
За даними Всесвітньої організації охорони здоров’я (ВООЗ), рак є другою причиною смертності на світовому рівні, вражаючи мільйони людей різного віку у всьому світі.
Деякі дослідники стверджують, що хвороби, які потрапляють під парасольку раку, набули все більшого поширення в сучасному світі, в основному через такі фактори, як забруднення та інші зміни навколишнього середовища, спричинені дією людини. І все ж багато досліджень показують, що люди вже тисячі років переживають рак.
Найбільш ранній випадок раку, який досі вдалося задокументувати дослідникам, стався у гомініна (раннього предка людини), останки якого датуються 1,7 мільйонами років. Слідчі знайшли ці останки в південноафриканській печері, і вони надали докази остеосаркоми, агресивного типу раку кісток, на зорі людської раси.
Проте люди та їх предки - не єдині тварини, котрі протягом історії страждали на рак. Анекдотично, що рак є основною причиною смерті у котів і собак, а деякі птахи, плазуни та риби - в неволі та в дикій природі - можуть також пережити рак.
Крім того, згідно з нещодавніми відкриттями, навіть у динозаврів іноді розвивався рак.
Вік, вага та ризик раку
Експерти пояснюють, що вік людини та їх вага можуть підвищити ризик розвитку раку. Це має сенс, тому що чим довше хтось живе, тим більше часу мутує клітинам і тому, що в міру того, як організм старіє, його клітини можуть бути більш сприйнятливими до мутацій.
Крім того, чим більше людина важить, і деякі вчені навіть припускають, чим вони вищі, тим більше клітин, які можуть зазнати мутації.
Однак ці співвідношення не застосовуються рівномірно для всіх видів у царстві тварин. Насправді деякі тварини вкрай малоймовірно хворіють на рак, незважаючи на те, що вони дуже великі і довговічні.
У слонів, морських свиней та китів рівень раку неймовірно низький. Дослідники задаються питанням, чому і чи обмірковує питання, чи може стійкість цих тварин до раку допомогти людям краще зрозуміти хворобу та як найкраще з нею боротися.
Дослідження, опубліковане минулого року та охоплене Медичні новини сьогодні можливо, знайшов відповідь у випадку зі слонами. Виявляється, ці великі пахідерми мають ген, що пригнічує пухлину, що дозволяє їхнім тілам зупиняти утворення раку.
У людей теж є цей ген. Однак, хоча у людей є лише одна його копія, у слонів цілих 20 копій.
То як щодо китів? Група дослідників з Університету Північної Арізони, Флагстафа, Університету штату Арізона, Темпе та інших співпрацюючих установ вважає, що відповідь може знову опинитися в генах цих водних ссавців.
Чому рак не вражає китів
Для цього дослідження - висновки якого з’являються в журналі Молекулярна біологія та еволюція - дослідники отримали дозвіл на аналіз зразка шкіри від Солі, дорослої самки горбатого кита (Megaptera novaeangliae).
Сіль часто відвідує води біля узбережжя Массачусетсу, і дослідники вирішили зосередитись на ній, оскільки інші вчені, а також спостерігачі за горбатими китами стежать за нею давно, з середини 1970-х, точніше, тому даних про неї не бракує.
Дослідницька група - під керівництвом доктора філософії Марка Толліса, доцента університету Північної Арізони - провела секвенування ДНК та РНК на зразку шкіри, зібраному з Солі, з метою складання карти її геному.
Після того, як вони це зробили, слідчі порівняли ці дані з інформацією про генетичний склад різних ссавців, включаючи представників 10 інших видів китоподібних, таких як синій кит (Мускулатура Balaenoptera), гренландський кит (Балаена містикус), і кашалота (Фізетер макроцефалія).
Аналіз дослідників показав, що певні геномні локуси (конкретні частини геному) еволюціонували швидше у китів, ніж у інших ссавців. Зокрема, це були локуси, що містять гени, що регулюють клітинний цикл, проліферацію та процес відновлення клітинної ДНК - по суті, процес підтримання здорових клітин.
Толліс та команда зазначають, що гени, відповідальні за ці процеси підтримки клітин, мутують при раку людини.
Ще однією характеристикою, яка відрізняє китів від інших ссавців, є те, що вони мають багато копій генів, що пригнічують пухлину, генів, які перешкоджають розвитку та зростанню раку.
"Це свідчить про те, що кити є унікальними серед ссавців, оскільки для того, щоб розвинути свої гігантські розміри, цим важливим генам" ведення домашнього господарства ", які еволюційно зберігаються і зазвичай запобігають раку, потрібно було не відставати, щоб підтримувати придатність виду", пояснює Толліс.
«Ми також виявили, що незважаючи на те, що ці геноми китів, пов’язані з раком, розвиваються швидше, ніж [у] інших ссавців, у середньому кити накопичували значно менше мутацій ДНК у своїх геномах у порівнянні з іншими ссавцями, що свідчить про те, що мутація у них повільніша ставки », - продовжує він.
Наскільки це дослідження є актуальним для нас?
То чому дослідники вивчають китів та інших тварин з надзвичайно низьким ризиком раку? Чи корисна ця інформація взагалі для людей?
Автори нинішнього дослідження стверджують, що це і багато в чому. З одного боку, інформація, яку вони виявили, свідчить про те, що багато видів у природному світі еволюціонували самі по собі, щоб утримати рак.
Це означає, що, розуміючи механізми, що діють у цих випадках, дослідники в майбутньому зможуть розробити профілактичні стратегії та протипухлинні методи лікування, які будуть ефективними у боротьбі з людськими формами раку.
«Природа показує нам, що ці зміни в генах раку сумісні з життям. Наступні питання полягають у тому, яка з цих змін запобігає раку, і чи можемо ми перетворити ці відкриття на попередження раку у людей? "
Співавтор дослідження Карло Малей, директор Центру раку та еволюції в Арізоні
У той же час команда вважає, що картографування того, як у різних видів тварин розвивається рак, а також антионкогенні механізми, дозволять нам дізнатися, що ці захворювання є загальною загрозою, яка присутня весь час - така, що, мабуть, не обходиться рішення.
"Наша мета полягає не лише в тому, щоб природа інформувала нас про кращу терапію раку, але і дала громадськості нову перспективу раку", - зазначає Толліс, додаючи: "Той факт, що кити та слони еволюціонували, щоб перемогти рак, і що динозаври страждали з цього також говорить, що рак був селективним тиском протягом багатьох мільйонів років еволюції, і він завжди був з нами ".
«Ми сподіваємось, що це може змінити стосунки людей із хворобою, яка може бути болючою та особистою. Це також допомагає забезпечити ще кращу оцінку біорізноманіття. Під час нашого шостого масового вимирання нам потрібні всі причини збереження, які ми можемо отримати », - пояснює він.
У майбутньому дослідницька група сподівається провести цю роботу ще далі та експериментувати з клітинними лініями китів у лабораторії, намагаючись розробити прототипний препарат проти раку на основі біологічних механізмів самозахисту цих водних ссавців.
