Эпидемия рака. Почему некоторые виды опухолей становятся заразными

МОСКВА, 25 мар — РИА Новости, Альфия Еникеева. Пока известны три типа заразного рака, и только у животных — собак, двустворчатых моллюсков и тасманийских дьяволов. При близком контакте особи инфицируют сородичей раковыми клетками. В результате в дикой природе разворачиваются настоящие онкологические эпидемии. Более того, передающиеся таким образом опухоли подчас ведут себя как живые организмы. По крайней мере, предполагают исследователи, такое могло случиться с некоторыми современными паразитами.

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.

© Фото : Save the Tasmanian Devil Program

Морда тасманийского дьявола, пораженная раковыми опухолями

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.

© Пресс-служба СПбГУ

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

“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.

© Иллюстрация РИА Новости . Depositphotos/delpieroo

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

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.

CC BY 4.0 / Parasite (2018) /

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

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.