Шарон Моалем - А что, если они нам не враги? Как болезни спасают людей от вымирания

В наших интересах, чтобы одно конкретное семейство генов не прекращало свою работу ни на минутку – речь идет о тех генах, которые подавляют развитие опухолей и восстанавливают нашу ДНК. Эти гены – штурмовики и бортврачи из антиракового корпуса. Ученым удалось выявить десятки подобных генетических стражников – когда они оказываются под замком, у раковых клеток оказываются развязаны руки.

В опубликованной недавно статье в журнале «Новости науки» была рассказана история двух однояйцевых близнецов, Элизабет и Элеоноры (это не их настоящие имена), рожденных девятого ноября 1939 года. С момента появления близняшек на свет их мать заботилась о них совершенно одинаково, так как не хотела, чтобы кому-то из девочек казалось, что она любит одну больше или меньше другой. Как сказала Элизабет: «К нам относились как к единому целому, а не как к двум отдельным людям». Их жизненные пути разошлись более сорока лет назад, вскоре после того, как им перевалило за двадцать, но они по-прежнему очень похожи между собой, начиная от внешнего вида и заканчивая жизненными ценностями. У них было лишь одно существенное отличие – семь лет назад Элеоноре диагностировали рак груди. У Элизабет эта болезнь никогда не была обнаружена.

ДНК однояйцевых близнецов полностью совпадают – однако ДНК не определяет человеческую судьбу.

Одной из причин этого является процесс метилирования. Вполне вероятно, что более сорока лет воздействия других условий окружающей среды привели к появлению в геноме Элеоноры метильных маркеров, которые в конечном счете привели к раку груди.

В 2005 году Манель Эстеллер совместно со своими коллегами из Испанского национального онкологического центра опубликовал доклад, в котором продемонстрировал, что при рождении у однояйцевых близнецов практически совпадают метильные маркеры, однако по мере их взросления начинают накапливаться различия. Было отмечено, что наиболее существенные отличия наблюдаются у тех близнецов, что прожили отдельно друг от друга большую часть жизни, как это было в случае с Элеонор и Элизабет. Эстеллер прокомментировал это следующими словами: «Мы полагаем, что эти эпигенетические различия, наблюдаемые у близнецов, во многом зависят от условий окружающей среды, будь то воздействие различных химических веществ, рацион питания, вредные привычки, а также от того, живет человек в крупном городе или сельской местности» [143].

Появляются все новые и новые доказательства идеи о том, что метилирование определенных генов находится в тесной связи с развитием рака. Так, немецкие ученые из компании под названием «Эпигеномика» [144] сообщили об обнаружении поразительной взаимосвязи между случаями рецидива рака молочной железы и количеством метильных маркеров в гене под названием PITX2 . У девяноста процентов женщин с незначительно метилированным геном PITX2 десять лет спустя по-прежнему не было рака, в то время как только шестидесяти пяти процентам женщин с высоким уровнем метилирования этого гена посчастливилось не столкнуться с этой болезнью снова. В конечном счете подобного рода информация поможет врачам подбирать индивидуальное лечение для раковых больных – чем больше помощи они смогут получить от естественных борцов с раком организма больного, тем менее агрессивной химиотерапии или лучевой терапии будет необходимо. Данные, полученные в «Эпигеномике», уже начали использоваться, чтобы помочь женщинам с низким уровнем метилирования гена PITX2 решить, подвергать ли себя химиотерапии после удаления опухоли.

Ученым удалось установить однозначную связь между метилированием борющихся с раком генов и привычками, способствующими развитию рака.

Со временем такие вредные привычки, как курение, приводят к массивному накоплению метильных маркеров вокруг этих генов [145]. Ученые назвали этот процесс гиперметилированием. У курящих людей происходит гиперметилирование генов, которые иначе помогали бы им бороться с раком легких. Гены, предназначенные для борьбы с раком простаты, также подвержены гиперметилированию у курильщиков.

Следы метилирования, частично из-за гиперметилирующего эффекта привычек, способных провоцировать развитие рака, также могут выполнять роль ранних тревожных сигналов. У миллионов индийцев есть зависимость от ореха бетель – едких семян, которые, когда их разжевывают, окрашивают зубы и десны в кирпично-красный цвет и, подобно никотину, вызывают легкую интоксикацию, сильную зависимость, а также обладают ярко выраженными канцерогенными свойствами. Из-за традиции жевать эти семена рак ротовой полости является самым распространенным видом онкологии среди мужского населения Индии. Поскольку рак ротовой полости зачастую длительное время не приводит к появлению каких-либо симптомов, он очень часто приводит к смертельному исходу – семьдесят процентов индийцев, которым диагностируют рак ротовой полости, в конечном счете из-за него умирают. Привычка жевать семена бетеля может привести к гиперметилированию трех противодействующих раку генов – один из них подавляет рост опухолей, другой восстанавливает ДНК, а третий охотится на отдельные раковые клетки и приводит их к самоуничтожению. «Релайнс Лайф Сайенс», индийская компания, установившая эту связь, разработала анализ для измерения степени метилирования этих генов у человека. «Нам бы хотелось использовать данные о степени метилирования генотипа в области вокруг этих трех генов в качестве прогностического маркера с целью количественной оценки риска развития у человека рака ротовой полости» [146], – заявил доктор Дхананья Сараната, один из ученых «Релайнс Лайф Сайенс». В конечном счете анализы, подобные этому, могут внести огромнейший вклад в оценку риска развития рака, способствовать ранней диагностике и увеличению уровня выживаемости.

В настоящий момент эпигенетика в каком-то смысле находится на стадии «чем больше мы узнаем, тем меньше мы понимаем» своего развития как науки. Одно можно сказать наверняка – то, что вредно для нас, может оказаться вредным и для наших потомков, так как эпигенетические маркеры передаются из поколения в поколение. Таким образом, выкуривая по две пачки сигарет в день и объедаясь огромными порциями фастфуда, мы может сделать своих детей – и даже внуков – более уязвимыми к болезням.

Что можно сказать насчет использования метильных маркеров во благо наших детей? Фолиевая кислота и витамин В 12 смогли помочь мышам – но будет ли такой же механизм срабатывать и у людей? Если все ваши предки, о которых вам только известно, были подвержены проблеме избыточного века, смогут ли несколько метильных маркеров защитить от этого наследия ваших детей? Что ж, на этот вопрос, как и на многие другие, ученые пока еще не нашли точного ответа – более того, многими вопросами нам еще только предстоит задаться.