Крупные животные могут открыть секрет, как избежать развития рака

Если б у каждой живой клетки были равные шансы стать раковой, киты и слоны были бы более подвержены риску развития раковых заболеваний, чем люди или мыши. Но среди разных видов вероятность появления рака не связана с массой тела. В соответствии с новой моделью этот парадокс можно объяснить тем, что животные ищут компромисс между уменьшением риска заболевания раком и другими приоритетами, такими как максимальное увеличение количества потомков.

Отсутствие взаимозависимости между массой тела и риском рака известно как парадокс Пето по имени эпидемиолога Ричарда Пето из Оксфордского университета в Великобритании, который сформулировал эту версию в 1970 году. По мнению эволюционных биологов, парадокс является результатом того, что более крупные животные используют защитные механизмы, в отличие от многих маленьких созданий.

С целью узнать, как большая масса тела может содействовать работе этих механизмов, эволюционный биолог Бенджамин Роше из института эволюционных исследований во Франции со своими коллегами создал теоретическую модель, демонстрирующую, какие из 100 возможных стратегий генетических мутаций станут преобладающими в течение 4 тысяч поколений.

Модель содержит два вида генов: протоонкогены, которые могут заставить обычные клетки стать раковыми, и гены, подавляющие опухоль, которые устраняют клеточные повреждения, способные в ином случае привести к раковому заболеванию. Ученые предположили, что для развития рака протоонкогены должны быть активированы, тогда как подавляющие опухоль гены должны бездействовать.

«Мы обнаружили, что гены обоих видов реагируют по-разному в зависимости от массы тела, - рассказывает Бенджамин. – Их эволюционная динамика связана». С увеличением массы тела активность протоонкогенов стабильно понижалась.

Соотношение затрат и выгоды

В модели эволюция не всегда содействовала подавляющим опухоли генам. Хотя эти механизмы могут уменьшить смертность от рака среди любых животных, это может обойтись высокой ценой – понижением репродуктивных способностей, как и случилось в модели ученых. В результате для средних животных эволюционная цена обладания многими генами, подавляющими опухоль, оказалась выше, чем преимущества защиты от рака, обеспечиваемые ими.

Как последствие появляются мутации, направленные на контроль количества генов, подавляющих опухоли. «В этом случае с эволюционной точки зрения так лучше для популяции, ведь легче допустить больше смертей от рака, чем вкладывать энергию в более дорогостоящие механизмы во избежание развития заболевания», - отмечает Роше.

Результаты, опубликованные в издании по вопросам биологии рака, могут объяснить, почему, к примеру, частота раковых заболеваний у людей составляет один к трем, тогда как среди белух этот показатель лишь 18%.

Объяснение парадокса Пето, подготовленное Роше и его коллегами, не единственное. «Есть много разных гипотез, - отмечает Карло Мали, директор Центра эволюции и рака в Сан-Франциско, США. – Например, на количество подавляющих опухоли генов и онкогенов может влиять не масса тела, а меньшее количество активных форм кислорода у крупных организмов, что связано с их пониженным метаболизмом».

Мали и его коллеги составляют последовательность генома горбатого кита, который планируется сравнить с другими геномами, включая слона, чтобы определить, какая гипотеза имеет большую жизнеспособность. Кроме того, ученые собираются выяснить, есть ли у природы готовый механизм преодоления рака, который можно применить в клиниках.

Ряд биологов поддают сомнению вообще сам факт наличия парадокса, ведь коэффициент подверженности раковым заболеваниям, который среди разных видов составляет от 20 до 46 процентов, не очень-то варьируется. «Все виды заболевают раком практически с одинаковой частотой, как правило, во второй половине жизни, - говорит Джеймс ДеГрегори, специалист по молекулярной биологии из Университета штата Колорадо, США. – У нас просто еще нет данных для подтверждения версии, что более крупные животные нашли способ избежать онкогенных мутаций».

Источник: Nature

• < Продукты полезны для той части тела, на которую похожи
• Физики измеряют настоящий возраст кожи >

Комментарии: