Карл Циммер - Она смеется, как мать [Могущество и причуды наследственности] [litres]

У сердцевидок обнаружили не одну разновидность такого рака, а две. ДНК раковых клеток полититапесов оказалась очень странной: это была ДНК вовсе не полититапесов. Она произошла от одного из видов венерид, который обитает в той же приливной зоне у берегов Испании, что и полититапесы. Узнав об этом, ученые проверили венерид, но не нашли в них никаких раковых клеток. Они пришли к выводу, что эта разновидность заразного рака, должно быть, возникла у венерид, но затем перескочила на другой вид, заразив и полититапесов тоже. Она убила тех венерид, которые оказались восприимчивы к заболеванию, так что в живых остались лишь способные ему сопротивляться.

Тем временем в Тасмании биологи пытались спасти дьяволов от вымирания. Они создали колонии здоровых животных в зоопарках и превратили маленький остров у берегов Тасмании в заповедник. Если лицевая опухоль убьет всех диких тасманийских дьяволов, можно будет выпустить сохраненных животных. Однако в марте 2014 г. аспирантка Университета Тасмании Рут Пай сделала зловещее открытие. Она исследовала раковые клетки дьявола, пойманного к югу от города Хобарт, и обнаружила в них нечто, чего там быть не должно: Y-хромосому. Мерчисон с коллегами к тому времени уже выяснила, что первоначально заболевание возникло у самки дьявола. По-видимому, Пай открыла новый рак, который появился у самца.

При тщательном изучении полного генома выяснилось, что там содержится множество уникальных мутаций, не найденных ни в одной другой опухоли. Факты неизбежно свидетельствовали о том, что Пай обнаружила вторую разновидность лицевой опухоли дьяволов [892] Pye et al. 2015. . Позже она с коллегами нашла в этом районе еще семерых больных дьяволов с той же формой заболевания. Они назвали две разных линии рака DFT1 и DFT2.

Если DFT1 возник примерно в 1990 г., то DFT2, у которого накопилось меньше собственных мутаций, предположительно появился значительно позднее. Это открытие вызывает тревогу, поскольку означает, что возникновение заразных форм рака у дьяволов оказывается более вероятным, чем считалось ранее. Если специалистам по охране природы удастся спасти дьяволов от DFT1 и DFT2, кто может гарантировать, что в ближайшее время животным не станет угрожать DFT3?

С учетом уже выявленных форм рака ученые разрабатывают гипотезы, объясняющие, как такие заболевания возникают и как им удается нарушать законы наследственности. Похоже, что способность превращаться в заразный рак может присутствовать у разных типов клеток, им достаточно просто ступить на раковый путь. Одно из главных препятствий для развивающейся опухоли – иммунная система, которая непрерывно патрулирует организм в поисках подозрительно выглядящих клеток. Раковые клетки способны развивать в себе разные ухищрения, помогающие избежать обнаружения. Например, они могут сократить производство поверхностных белков, таких как HLA, по которым иммунные клетки распознают, хорошая перед ними клетка или плохая.

Никто пока не знает, какие приспособления нужны раковым клеткам, чтобы пережить первое путешествие от одного хозяина к другому [893] См.: Tissot et al. 2016; Ujvari, Gatenby, and Thomas 2016a. . Возможно, все сводится к случайной мутации, которая помогает им не высохнуть в воздушной среде. После того как они делают первый прыжок, умение уклоняться от иммунной системы становится для них еще важнее, поскольку теперь они явные чужаки, а не внутренние изменники. Как только заразные раковые клетки попадают внутрь нового хозяина, некоторые приспособления, которые возникли у них еще в период существования в виде обычной опухоли, могут пригодиться им повторно. Раковые клетки способны посылать сигналы окружающим тканям, заставляя те помогать добывать им питание.

Инфекционный рак мало отличается от обычного, образующего метастазы и распространяющегося от органа к органу. Новый орган – это как новое животное. Но в отличие от обычного рака заразный не обречен на неминуемую гибель. Он в состоянии мутировать столетиями – а не на протяжении каких-то жалких нескольких лет. Например, после 11 000 лет существования в собаках клетки ТВО приобрели впечатляющий арсенал мутаций в генах, позволяющий ускользать от иммунного надзора [894] Ostrander et al. 2016. . Подобно обычным раковым, клетки ТВО крадут митохондрии, чтобы заменить ими свои [895] Strakova et al. 2016. . Единственное различие заключается в том, что они сумели своровать митохондрии у нескольких собак – как минимум у пяти разных особей за последние 2000 лет. Со времен Римской империи ТВО, подобно вампиру, восполняла жизненные силы за счет молодости своих собачьих жертв.

Заразные раковые заболевания оставались тайной для науки, хотя их заметили уже два столетия назад. Когда ученые поняли, что это такое, и заинтересовались, нет ли еще чего-то подобного, их стало обнаруживаться все больше. Совершенно очевидно, что восемь разновидностей, выявленных на сегодняшний день, это не предел [896] Riquet 2017. . Сколько их будет, никто не знает. Может быть, окажется, что некоторые виды животных более восприимчивы, чем другие. Маленький размер популяции тасманийских дьяволов мог способствовать повышенной уязвимости, поскольку у этих животных низкий уровень генетического разнообразия. У таких видов заразному раку проще проникать внутрь новых хозяев, потому что раковые клетки не кажутся подозрительно чужеродными. Кроме того, заразному раку нужен простой способ передачи от одного хозяина к другому. У собак половой акт длится долго, иногда до получаса, и сопровождается повреждением слизистой оболочки. Это потенциально удобный способ передачи своих клеток для опухоли, приспособленной к росту вокруг половых органов. Но не надо недооценивать расстояние, которое могут преодолеть раковые клетки, чтобы попасть в следующего хозяина. В конце концов, теперь мы знаем, что они умеют плавать.

На самом деле, даже если ученые найдут новые разновидности заразного рака, истинное его количество может оказаться гораздо больше. Вероятно, как и генный драйв, заразный рак регулярно возникает у животных, но затем исчезает – либо потому, что иммунная система хозяев усиливает свою способность защищаться, либо потому, что он доводит их до вымирания.

Все это вызывает тревожный вопрос: может ли у нас, людей, развиться заразная форма рака? Я не имею в виду эпидемии онковирусов, таких как вирус папилломы человека, который способен приводить к раку шейки матки. Я говорю о человеческих клетках, поселяющихся в других людях: об опухолях, которые могут путешествовать внутри нашего общества.

Научная литература полна удивительных случаев передачи раковых клеток от одного человека к другому [897] Lazebnik and Parris 2015. . В пересаженной почке оказалась опухоль. Хирург случайно порезал руку, и к нему в организм попал рак кожи пациента. Несколько беременных женщин с лейкемией передали эмбрионам раковые иммунные клетки [898] Isoda 2009. . Или весьма необычный пример, когда человек из колумбийского Медельина заразился ленточным червем, клетки которого разрослись в опухолеподобную массу [899] Muehlenbachs et al. 2015. .