Рак был у динозавров

Гистиоцитоз икс (лангергансоклеточный) — малоизученное онкологическое заболевание, как правило, поражающее детей. У страдающего этим видом рака человека начинают интенсивно размножаться два вида клеток — эозинофилы и гистиоциты. В норме они являются узкоспециализированными составляющими иммунной системы, однако в своей злокачественной форме накапливаются в легких и костях. Опухоль формирует характерные рубцы, которые и обнаружили ученые Тель-Авивского университета.

Расположение обнаруженных позвонков на скелете животного

Повреждения позвоночника человека, больного гистиоцитозом в результате развития опухолей

На восьми из одиннадцати найденных позвонков были видны следы, которые заинтересовали эволюционных анатомов и палеонтологов. Исследователи заподозрили рак и не ошиблись. Компьютерная томография костей с разрешением в несколько микрометров позволила построить трехмерную модель тканей, а также реконструировать опухоль со всеми прилегающими сосудами. По всем признакам перед учеными был гистиоцитоз X, только возрастом более 60 миллионов лет.

Фотография одного из позвонков крупным планом. Цифрами обозначены области костной ткани, переродившейся в результате опухолевого процесса, а также новообразованные кровеносные сосуды (их следы) для питания опухоли

Данное заболевание, кроме человека, обнаруживается у других видов животных не впервые: есть свидетельства, что от него страдают тигры и тупайи (небольшие тропические млекопитающие, похожие на белок). Однако столь большой его возраст стал удивительным открытием — ранее у динозавров этот тип рака никогда не обнаруживался. Что особенно важно, новая научная работа поможет в создании методов лечения для человека.

Срезы, полученные с помощью компьютерного рентгеновского томографа микрометрового разрешения (µCT)

Гистиоцитоз очень плохо изучен из-за своей редкости, поэтому любые новые сведения о нем будут полезны. На текущий момент считается, что это довольно мучительное онкологическое заболевание тесно связано с нарушениями иммунной системы. Проблема в том, что его специфического лечения нет — оно почти всегда только симптоматическое. В ряде случаев гистиоцитоз проходит бесследно, но также он нередко уносит жизни, вызывая легочную или сердечную недостаточность.

Трехмерная модель опухолей на двух позвонках

Международная группа ученых успешно диагностировала редкое заболевание у особенного пациента: динозавра, который жил около 75 миллионов лет назад. Они пришли к выводу, что несчастный гадрозавр страдал от редкой формы рака, которая продолжает поражать людей и животных сегодня.

Изучая позвонки гадрозавра, найденного в Канаде, исследователи обнаружили, что две кости имели большие полости и повреждения, и пришли к выводу, что они были вызваны опухолями, связанными с лангергансоклеточным гистиоцитозом.

Это редкое заболевание может привести к образованию наростов в разных тканях практически в любой части тела.

Группа, в которую вошли американские, канадские, израильские и швейцарские эксперты, представила свои выводы в статье, опубликованной 10 февраля в журнале Nature - Scientific Reports.

Гадрозавры были большой подгруппой травоядных динозавров, которые жили во всем мире в конце мелового периода, от 90 до 65 миллионов лет. Они также известны как утконосые динозавры, из-за плоского, похожего на утиный, вида их морд.

Позвонки этого гадрозавра были обнаружены в Парке динозавров в южной части провинции Альберта (Канада), в месте, где уже были найдены более ста пятидесяти полных скелетов гигантских рептилий.

В случае с больным динозавром были обнаружены только одиннадцать позвонков из его хвоста.

В то время как экспертам часто бывает трудно определить конкретное заболевание, просто взглянув на кости - будь то динозавры или люди - в этом случае они столкнулись с патологией, которая, хотя и редка, оставляет некоторые отличительные признаки, говорит Мэй.

Под руководством профессора Брюса Ротшильда из Университета Индианы, ревматолога, который изучает происхождение и распространение заболеваний, группа обнаружила, что эти отверстия очень похожи на те, которые возникают при опухолях, связанных с гистиоцитозом.

Эта болезнь, причина которой остается неизвестной, включает аномальную пролиферацию дендритных клеток, которые являются частью иммунной системы. Эта аномалия может возникать в нескольких частях тела, от костей до лимфатических узлов и центральной нервной системы, что приводит к образованию опухолей, которые, в свою очередь, могут повредить другие ткани.

Мей объясняет, что мягкие ткани, которые образовали опухоли у больного гадрозавра, разложились миллионы лет назад, но оставили место, которое они вырезали для себя в позвонках динозавра.

Ученые смогли подтвердить свою гипотезу, сравнив останки динозавра с останками людей, которые страдали от этого заболевания. Они также произвели микросканирование, которое позволило реконструировать в 3D отсутствующие опухоли и даже крошечные кровеносные сосуды, питавшие их.

У людей лангергансоклеточный гистиоцитоз имеет тенденцию поражать маленьких детей. Хотя опухоли, которые он вызывает, могут быть очень болезненными, они поддаются лечению, а в некоторых случаях даже исчезают сами по себе, говорит антрополог.

Ротшильд сказал, что, возможно, также было и в случае с динозаврами. Хотя гадрозавр был молодой особью, он, вероятно, не умер от этой болезни - хотя мы не знаем, что в конечном итоге его убило.

Но открытие того факта, что такая редкая болезнь существует так давно и поражает совершенно разные виды на протяжении десятков миллионов лет почти одинаковым образом, открывает новые возможности для исследования эволюции и происхождения таких заболеваний, говорят исследователи.

Палеопатология - изучение древних болезней - переживает возрождение в последнее время, благодаря применению генетических исследований, высокотехнологичных изображений и других передовых научных методов. Это привело ученых к многочисленным прорывам, таким как секвенирование генома бубонной чумы и выявление самых старых известных случаев туберкулеза. Ученые говорят, что эти исследования не просто дают нам ценную информацию о жизни и гибели древних людей. Они также позволяют отслеживать происхождение и мутацию болезней, помогая нам понять их распространение и, возможно, предлагая способы борьбы с ними.

Ученые из Университета Манчестера исследовали останки людей и литературу Древнего Египта, Греции и более ранних периодов истории нашей цивилизации, включая проведение уникальной гистологической диагностики рака у египетских мумий. После обследования сотен египетских мумий, ученые нашли только один случай рака и еще несколько ссылок на онкологические заболевания в литературе. Это доказывает, что в древности рак был очень редким заболеванием, но с началом промышленной революции началась настоящая онкологическая эпидемия. И это, к сожалению, не связано с возросшей продолжительностью жизни, поскольку сегодня увеличилось и количество детей, больных раком.

"В промышленно развитых обществах рак является второй причиной смерти после сердечно-сосудистых заболеваний, - рассказывает профессор факультета биологии Розали Дэвид (Rosalie David). - Но в древние времена раком болели очень редко. В природной среде практически нет факторов, которые могут стать причиной рака. Это заболевание антропогенной природы, и оно вызвано прежде всего загрязнением окружающей среды и изменениями в нашей диете и образе жизни. Мы собрали массу данных об истории рака на протяжении тысячелетий, вплоть до эпохи динозавров".

Даже динозавры болели раком, но случалось это крайне редко

Собранные данные включают первый в истории гистологический анализ рака в египетской мумии - обычный человек, живший в Египте в 200-400 н.э. болел раком прямой кишки. В древнем обществе в случае онкологических заболеваний хирургическое вмешательство не практиковалось, поэтому можно с уверенностью говорить о том, что следы рака, если он был, сохранились в мумифицированных останках, а не были удалены хирургами. Отсутствие злокачественных опухолей у мумий является свидетельством малой распространенности рака в древности. Единственный новый фактор с той поры – индустриализация.

Случаев обнаружения рака в окаменелостях доисторических животных, обезьян и ранних людей очень мало – всего несколько десятков. Причем в основном это весьма спорные случаи. Несмотря на то что метастатический рак неизвестного происхождения обнаружили в ископаемых останках эдмонтозавра, различные злокачественные новообразования были зарегистрированы в обезьянах, все они совсем не похожи на те виды рака, которыми болеют современные люди.

Есть мнение, что короткая продолжительность жизни древних людей мешала развитию рака в серьезные диагностируемые заболевания. Однако люди в древнем Египте и Греции жили достаточно долго, чтобы получить тяжелые стадии таких заболеваний, как атеросклероз, болезнь Педжета и остеопороз.

Некоторые ученые считают, что у ископаемых останков нет следов рака, поскольку опухоли просто не сохранились. Однако экспериментальные исследования американских ученых показывают, что мумификация отлично сохраняет особенности злокачественных опухолей.

Упоминаний рака в литературе не было до XVII-го века, когда появились первые описания операций по лечению рака груди. Первые научные работы, выделяющие опухоли в отдельный вид заболевания, появились всего 200 лет назад. Это описания рака мошонки у трубочистов в 1775 году, рака носоглотки у нюхателей табака в 1761 году и болезни Ходжкина в 1832 году.

Обширное систематическое обследование окаменелостей динозавров показало, что раковые опухоли у этих доисторических существ во многом подобны таковым у современных людей, то есть первым жертвам вездесущего рака по меньшей мере миллионы лет.

Ученые и раньше находили симптомы опухолей у динозавров, однако теперь рентгенолог Брюс Ротшильд (Bruce Rothschild) из Северо-восточного университетского медицинского колледжа штата Огайо (Northeastern Ohio Universities College of Medicine) в Рутстауне и его коллеги, воспользовавшись портативной рентгеновской аппаратурой, изучили 10 312 позвонков из североамериканских музейных коллекций (в США и Канаде), которые принадлежали более чем 700 особям, включая такие известные виды как стегозавры, трицератопсы и тираннозавры.

"Рентгенологические признаки неоплазии (возникновение и развитие новой, обычно опухолевой ткани) были в результате обнаружены среди представителей лишь одного семейства - гадрозавров (Hadrosauridae), - пишет Ротшильд в статье, опубликованной в журнале Naturwissenschaften. - А в пределах этого семейства только Brachylophosaurus, Gilmoreosaurus, Bactrosaurus и Edmontosaurus имели подобные образования и только в хвостовой части позвоночника".

Гадрозавры, известные также как утконосые динозавры (семейство из отряда птицетазовых динозавров), передвигались в основном на двух задних конечностях (причем это самые крупные позвоночные Земли, передвигавшиеся таким образом, высота их - до 10 м), питались растительной пищей, приспособились к обитанию в водоемах. Они жили в Меловом периоде, приблизительно 70 миллионов лет назад.

В костях 97 особей обнаружены 29 опухолевых образований различного типа. Наиболее частыми были гемангиомы, доброкачественные опухоли кровеносных сосудов, которые встречаются приблизительно у 10 процентов людей. Другие виды неоплазии включали десмопластическую фиброму и остеобластому - доброкачественные костные опухоли, которые у людей редки.

Единственный случай метастатического рака был обнаружен у крупной (3,5 м) разновидности эдмонтозавра (Edmontosaurus, назван в честь канадского города Эдмонтон, где он был найден). Причем злокачественная опухоль встретилась только в одном из 548 позвонков эдмонтозавра.

"Учитывая размеры, географическое происхождение и стратиграфический диапазон исследованных образцов, склонность гадрозавров к опухолям беспрецедентна и уникальна", - говорит Ротшильд. Доподлинно неизвестно, что сделало гадрозавров больными. Ротшильд предполагает, что вину можно возложить на генетические пороки или экологические мутагены, однако нужно также учитывать и диету этих ящеров. Исследование содержимого желудка эдмонтозавра показало наличие хвои, в которой высока концентрация канцерогенных химических веществ.

Еще одну новость на эту же тему передало в четверг агентство Reuters. Ученые впервые обнаружили признаки опухоли мозга в окаменевших останках динозавра, который жил 72 миллиона лет назад на территории современного американского штата Монтана. От рака в этом случае пострадал плотоядный ящер, именуемый горгозавром (Gorgosaurus), близкий родственник тираннозавра, также один из самых крупных двуногих на суше (рост до 8 м). Окаменелость была найдена в 1997 году.

Петер Ларсон (Peter Larson), соучредитель Института Блэк-Хилс (Black Hills Institute), сказал в интервью, что такая опухоль, вероятно, была злокачественной, "но мы не можем сказать это наверняка. Мы действительно уверены, что она представляла опасность для жизни этого существа, и если даже непосредственно не вызвала смерть, то в конце концов привела к ней".

"Хотя мы окончательно не идентифицировали тип мозговой опухоли, найденной в этом экземпляре, мы уверены, что от опухоли пострадала подвижность динозавра, - заявила Рэйчел Римс (Rachel Reams), ветеринарный патолог из Eli Lilly and Co, которая участвовала в исследованиях. - Это почти наверняка отразилось на его чувстве равновесия и двигательных функциях". Шарообразное образование имело диаметр приблизительно в 2 дюйма (5 см), а масса мозга динозавра составляет всего лишь примерно половину массы человеческого мозга, то есть опухоль поглотила едва ли не весь мозг.

Рак был найден у многих живых существ, начиная от кораллов и кончая волнистыми попугайчиками, однако его распространенность среди тех или иных разновидностей в большинстве случаев неизвестна. Понимание причин возникновение опухолей среди диких и исчезнувших животных может помочь нам лечить и предотвращать подобные болезни у людей, считает Ротшильд. Кроме того, изучение музейных экземпляров может внести ясность в вопрос о том, как болезни изменялись на протяжении миллионов лет.

Ссылка:
Динозавры погибли от рака и бесплодия? - новая гипотеза, проливающая свет на вымирание ящеров

Онкологические болезни, являются одними из самых древних групп заболеваний. Согласно новейшим исследованиям сохранившихся останков динозавров, эти доисторические гиганты болели раком.

Видимо, онкология наблюдалась и у млекопитающих древних созданий, однако точных сведений об этом у современных медиков и ученых нет.

Хорошо известно, что раком болели многие граждане древнего Египта – искусство египтян в области погребения позволяло сохранять, помимо мумифицированных тел, определенные внутренние органы, изучение которых позволило ученым нашего времени выявить онкологию у людей, умерших около 2300-т лет назад.

Упоминания о неизлечимых заболеваниях, сопровождающихся опухолями в различных областях организма, скрытыми или с изъявлениями, встречаются в медицинских трактатах Индии, древнего Китая и Вавилона.

Лечение рака в дни давно минувшие…

Вопросами лечения онкологии занимался как Гиппократ, так и Гален и Цельс – именно последнему принадлежит открытие фиксации метастаз в лимфоузлах – однако в древности ученые и медики не могли отыскать причины развития онкологии и определить ее механизм. Поэтому практически единственным способом борьбы с раком оставалось удаление опухоли, что далеко не всегда оказывалось результативным.

Приписывали развитие онкологии раздражению кожи, душевному смятению, сжатию и трению образовавшихся уплотнений…

В дополнение к операциям, онкологию предлагали лечить травами, советовали не питаться слишком горячей, острой и пряной пищей, отказаться от хмельных напитков, не сдавливать опухоли и раны повязками, и избегать чрезмерных волнений…

Подобные методы весьма редко приводили к выздоровлению пациентов. Впрочем, трудно винить в этом врачей древних времен – они делали все возможное, чтобы победить болезнь.

От XVIII до XX века

Вот только некоторые факты:

• 1739-й год. Полное и четкое описание удаления онкологического новообразования оперативным путем дает хирург Вяземский.

• 1773-й год. Подробно описал хирургическое удаление опухоли левой груди хирург Т. Эмме. Описание новообразования на клеточном уровне, позволяет определить, что речь шла о листовидной аденоме.

• 1775-й год. В своей научной работе британский хирург П. Потт доказал, что рак кожи мошонки, которым часто страдали трубочисты, вызван регулярным загрязнением кожи сажей, продуктами перегонки каменного угля и частицами дыма.

• 1798-й год. Четкое, изобилующее нужными разъяснениями и подробностями, описание клинической картины онкологии желудка с перфорациями дал российский врач И. Филиппович.

В середине девятнадцатого века начала быстро развиваться патологическая анатомия, был усовершенствован микроскоп – это способствовало увеличению эффективности понимания механизма развития онкологии, и борьбы с ней.

Уже к середине девятнадцатого века медики получили возможность изучения клеточного строения злокачественных новообразований, и смогли обнаружить клетки паренхимы, а также основу опухолей, состоящую из соединительной ткани и клеток, способных делиться. В этот период были высказаны гипотезы относительно появления опухолевых клеток в здоровом человеческом теле.

Теорию клеточной патологии разработал германский ученый Рудольф Людвиг Карл Вирхов. Согласно данной теории, онкология развивается как результат любых грубых внешних раздражений, например, травм. Ученые и медики получили доказательство того, что опухолевые клетки могут развиться по этой причине. А в конце девятнадцатого – начале двадцатого века, в 1889-м – 1910-м годах, были выдвинуты теории вирусного происхождения онкологических заболеваний

Борьба с онкологией - подборка фактов начала и середины двадцатого века:

В двадцатом веке врачами и исследователями разных стран постоянно ведутся работы по экспериментальной индукции онкологии, по изучению морфологии новообразований и этиологии раковых опухолей, проводится исследование и изучение химических канцерогенных веществ…

Лечение рака – сегодня и завтра

Простейшими методами предотвращения развития онкологии являются:

• активный образ жизни,
• правильное питание,
• хорошая физическая форма
• отказ от вредных привычек,
• обитание в экологически чистой среде.

Также эффективная профилактика рака – регулярное медицинское обследование. Онкология хорошо лечится на ранних стадиях развития.

Среди методик диагностики онкологии:

• МРТ – магнитно-резонансная томография.
• СТ – компьютерная томография.
• ПЭТ СТ – позитронно-эмиссионная томография.
• биопсия
• маммография,
• УЗИ
• анализы крови на онкомаркеры – вещества, содержание которых в крови меняется, в зависимости от развития онкологии.

Лечение рака на сегодняшний день проводится с применением химиотерапии, лучевой терапии, брахитерапии (она же контактная лучевая терапия), иммунотерапии, использования стволовых клеток костного мозга, и оперативных методов, нередко – эндоскопическим путем, а в странах Европы и Израиле – с применением робототехники.

Врачи и ученые сегодня многое знают об онкологии, однако не собираются останавливаться на достигнутом. Продолжающиеся исследования различных типов рака уже подарили миру:

• Диагностику, позволяющую уточнить степень риска рецидива некоторых видов онкологии.
• Тесты, обнаруживающие онкологию на первичных стадиях развития
• Раскрытие потенциала природных средств для лечения и в особенности – профилактики раковых заболеваний.
• Информацию о генах, отвечающих за развитие некоторых видов онкологических заболеваний.
• Молекулярную диагностику рака
• Безоперационные и малоинвазивные методики лечения онкологии.

И прочие открытия, которые в недалеком будущем найдут практическое применение, что позволит медикам чаще одерживать победы над онкологическими заболеваниями различных типов. Вероятно, однажды рак перестанет быть основной причиной преждевременной смерти людей - на это надеются все онкологи мира.

Качественная диагностика и эффективное лечение онкологических заболеваний ведущими врачами-онкологами Израиля. Индивидуальная комплексная помощь при любых видах рака. Подробнее >>

Диагностика и лечение рака в Комплекс Ассута (Израиль)

Онкологический центр в Комплекс Ассута приглашает воспользоваться услугами лучших онкологов Израиля. Точная диагностика любых онкологических проблем, передовые методы лечения! Подробности вы найдете здесь >>

Задать вопрос врачу онкологу

Диагностка и лечение онкологии в медицинских центрах Израиля подробная информация

Подпишитесь на рассылку Новости онкологии и будьте в курсе всех событий и новостей в мира онкологии.

Помпео от имени Трампа поздравил россиян. Уволено руководство производителя "Кортежа" Путина. Ученые нашли рак в костях динозавров. Участник шоу "Голос" найден мертвым. Алибасов вышел из комы. Самую дорогую в мире картину нашли на частной яхте. Об этих и других новостях – в обзоре редакции ИА AmurMediа.

Государственный секретарь США Майк Помпео от имени американского народа и президента Дональда Трампа поздравил россиян с Днём России, который отмечается 12 июня. Соответствующее поздравление распространило американское внешнеполитическое ведомство.

— От имени президента (Дональда) Трампа и американского народа я поздравляю российский народ по случаю Дня России, — указано в сообщении.

По словам Помпео, Соединённые Штаты "чтят надежды российского народа на поддержание принципов всеобщих свобод, гражданских прав и верховенства права", — сообщает RT

Гендиректор ООО "Аурус", первой российской люксовой автокомпании, Франц Герхард Хильгерт, а вместе с ним и часть команды менеджеров покинули свои должности.

Хильгерт, по сообщению Минпромторга, "продолжит сотрудничество с ООО "Аурус" в статусе советника генерального директора компании".

Отмечается, что заявленный им план начать продажу серийных седанов Aurus Senat в первом квартале 2019 года, а к осени запустить серийный кроссовер, не удался. Прием предварительных заявок, запущенный в феврале 2019-го, пришлось остановить. Также есть сомнения, что в серийное производство успеют запустить в указанные сроки кроссовер, чей первый прототип был готов в апреле, — сообщает lenta.ru

Исходя из результатов исследования, онкологические заболевания были знакомы еще неандертальцам. Следы заболеваний были обнаружены на костях динозавров, неандертальцев и у египетских мумий.

Такие находки опровергают популярное заблуждение о том, что онкология характерна лишь для современного общества. Во время раскопок были найдены тела двух скифов, чей возраст был более 2 000 лет: в обоих случаях ученые нашли метастазы.

Когда были найдены останки неандертальца, то удалось установить, что онкология была передана генетически.

Таким образом, современные факторы: неправильное питание, загрязнение окружающей среды, являются далеко не единственными причинами заболевания, — сообщает "БелНовости".

Жительница США опубликовала в фейсбуке видео, на котором необычное существо с большими ушами и тонкими конечностями прогуливается вдоль автомобиля.

— Сначала я заметила тень, идущую от моей входной двери, а потом увидела это существо. Кто-нибудь еще видел это на своих камерах? На двух других камерах этого почему-то нет, — написала американка Вивиан Гомес.

После публикации ролик стал вирусным. Первоначальным видео в фейсбуке поделилось почти 126 тысяч человек. Запись стала распространяться и в других социальных сетях. Многие пользователи отметили сходство существа на видео с эльфом Добби из фильмов о Гарри Поттере, — сообщает РИА "Новости"

Продюсер Бари Алибасов получил серьёзное поражение пищевода. Сейчас он вышел из состояния медикаментозного сна. Бари Алибасов-младший заявил, что его отец случайно выпил жидкость для очистки труб, поскольку кто-то оставил её рядом с раковиной, где должно было стоять "только что-то питьевое"

"Всё, что удалось узнать у одного из медиков, — вероятнее всего, Алибасов никогда не сможет глотать по причине тяжелейшего поражения пищевода", — заявил PR-директор Алибасова Вадим Горжанкин. — По предварительному заключению врачей, у Алибасова — циркулярное сужение пищевода.

Горжанкин также рассказал, что, по прогнозам врачей, продюсер будет находиться в реанимации как минимум ещё неделю. Однако точных данных о том, когда Алибасов выйдет из медикаментозного сна, у врачей нет.

Ранее в Роспотребнадзоре заявили, что организуют проверку средства для прочистки труб "Крот" на соответствие нормам ГОСТа, — сообщает RT

Официальная причина смерти Алексея Сафиулина пока неизвестна, расследование обстоятельств будет произведено позднее. Труп обнаружен в квартире артиста. По мнению друзей семьи, 44-летний певец утонул, заснув в ванной в ночь на 9 июня.

Сафиулин был участником шестого сезона телешоу "Голос", его наставницей стала певица Пелагея.

Прощание с артистом назначено на 13 июня. У него остались жена и двое детей, — сообщает StarHit.

Полотно "Спаситель мира" Леонардо да Винчи, считавшееся пропавшим, хранится на яхте наследного принца Саудовской Аравии Мухаммеда бен Салмана.

Картина "Спаситель мира" Леонардо да Винчи долгое время считалась утраченной. В 2017 году она была продана частному коллекционеру на аукционе за 450 миллионов долларов, став самым дорогим произведением искусства в истории.

По данным специализирующегося на искусстве портала Artnet, картина была доставлена на яхту принца Serene и будет храниться там, пока власти Саудовской Аравии не построят масштабный культурный центр в районе города Аль-Ула, сообщает РИА Новости.

• 1640
• 1,3
• 0
• 1

У больших животных повышен риск рака, поэтому эволюционно возникла необходимость в защитных механизмах.

коллаж автора статьи, составленный на основе изображений с сайта depositphotos.com

• 
  Артем Кабанов

• 
  Андрей Панов

• Биология
• Онкология

Риск онкологических заболеваний дамокловым мечом висит над многоклеточными организмами на протяжении всей их эволюции. Любая клетка может приобрести мутации, которые помогут ей выйти из-под контроля и дать начало злокачественной опухоли. Особенно остро эта проблема стоит перед большими животными — ведь в их организме больше клеток, выше и вероятность генетических ошибок. В этой статье мы поговорим о парадоксе Пето, а также о том, чему современные онкологи могут поучиться у слонов, китов и некоторых других млекопитающих.

Возможно, по отношению к отдельным клеткам это и жестоко. Но благодаря слаженной работе системы в целом организм довольно неплохо функционирует, приспосабливается к окружающей среде и даже успевает получать от жизни удовольствие.

Впрочем, как некогда заметил великий классик Иван Андреевич Крылов, в семье не без урода. В организме регулярно появляются клетки с генетическими дефектами. Многие из них становятся жертвой апоптоза, но некоторые таки выживают и начинают работать вне системы. По сути, в организме появляется одноклеточный паразит: он не считается с интересами соседей, смеется над регуляторными механизмами, успешно обманывает иммунную систему . Он быстро размножается и создает колонию себе подобных. С этой проблемой сталкиваются все многоклеточные организмы, и эволюционно они вынуждены были выработать некоторые механизмы защиты [1].

Размер не имеет значения?

Логично предположить, что частота мутаций должна увеличиваться пропорционально размерам тела животного (больше размер — больше клеток — чаще ошибки) и продолжительности жизни. Но на практике такой корреляции не наблюдается [5].

У человека в 1000 раз больше клеток, чем у мыши…и мы обычно живем минимум в 30 раз дольше, чем мыши. Один организм должен подвергаться риску карциномы в 30 раз больше, чем другой, и это дало бы 30 4 или 30 6 -кратный (то есть миллионы и миллиарды) риск злокачественного перерождения каждой эпителиальной клетки. Однако, похоже, вероятность возникновения карцином у мышей и у людей существенно не различается… Это биологически неправдоподобно; если человеческая ДНК не более устойчива к мутагенезу in vitro, чем ДНК мыши, почему мы не умираем от множественных карцином в пожилом возрасте?

Richard Peto
Epidemiology, multistage models, and short-term mutagenicity tests [6]

Не менее странные закономерности можно обнаружить, если сравнивать человека с более крупными животными. Некоторые из них, например, слоны, страдают раком очень редко [7].

Рисунок 1. Суть парадокса Пето. Сплошная красная линия показывает, как должен расти риск рака в зависимости от продолжительности жизни и размеров тела животного. Пунктирная красная линия демонстрирует ожидаемую частоту рака. Синяя линия показывает, что на самом деле никакой корреляции не обнаруживается. Риск рака у человека в течение жизни составляет 11–25%, практически столько же — у мыши. У слона он намного ниже — всего 5%. Утконосые динозавры весили примерно как слоны, но они, видимо, были более восприимчивы к онкологическим заболеваниям и имели более короткую продолжительность жизни.

Парадокс Пето представляет огромный интерес для онкологов. Знания о том, как крупные животные защищаются от рака, могут помочь в лечении и профилактике онкологических заболеваний у человека.

Не существует одного решения

Эволюция любит большие размеры: на протяжении многих миллионов лет она не раз создавала гигантов [11]. Великаны животного мира имеют много преимуществ: они успешнее защищаются от хищников, побеждают в битвах за половых партнеров, отбивают ресурсы у конкурентов, противостоят изменениям климата. Большие размеры тела независимо возникали в 10 из 11 отрядов млекопитающих [12], [13]. Существует даже специальный термин, который обозначает тенденцию к увеличению массы и роста — правило Коупа [11], [13].

Рисунок 2. Механизмы влияния низкой скорости метаболизма на риск онкологических заболеваний

Если это предположение верно, то парадокса Пето не существует. Крупные животные могут болеть раком чаще, чем мелкие, но для них это не смертельно, благодаря гиперопухолям [5], [17]. Гипотеза гиперопухоли нуждается в экспериментальной проверке, пока еще не совсем понятно, может ли такое происходить в реальности, и если может — каким образом [26].

Впрочем, некоторые защитные механизмы голиафов животного мира ученым всё же известны.

Сорок стражей генома

Рисунок 3. Роль белка p53 в остановке размножения клеток (а) и апоптозе (б)

В клетках человека ген TP53 представлен одной копией или двумя аллелями. Утрата хотя бы одного из них приводит к синдрому Ли-Фраумени. У людей с таким дефектом сильно повышен риск развития злокачественных опухолей: вероятность получить онкологическое заболевание в течение жизни составляет более 90% [20].

В итоге слоновьи клетки с поврежденной ДНК в два раза сильнее склонны к апоптозу, чем клетки человека. Интересно, что эти животные пошли не по пути восстановления ДНК, а по пути p53-зависимого апоптоза. Возможно, именно этот механизм обеспечивает шансы заболеть раком в течение жизни менее 5%, в то время как у человека они составляют 11–25% [20]. Ну и кто тут теперь венец природы?

Вероятно, геном слонов таит и другие интересные особенности. Более активный апоптотический ответ, конечно, защищает от злокачественных опухолей, но он грозит потерей стволовых клеток, ранним старением. Нужны механизмы, которые помогали бы справиться с этой проблемой [18], [22].

Репарация по-гренландски

Слоны — самые крупные наземные животные в современном мире. Но им с их тремя тоннами не сравниться с абсолютными рекордсменами среди всех млекопитающих — китами. Так, гренландские киты в среднем весят сто тонн и могут жить до 211 лет . Такой размах требует более надежной противоопухолевой защиты. Однако секвенирование генома не выявило у морских гигантов дополнительных копий TP53 [22].

Механизмы противоопухолевой защиты у китообразных пока еще остаются загадкой, но кое-что уже известно, и есть некоторые предположения. Сравнительные геномные и транскриптомные исследования выявили у гренландского кита положительный отбор некоторых генов, влияющих на риск рака и процесс старения, а также специфические изменения в экспрессии генов, в частности, связанных с сигнальными путями инсулина.

Так, обнаружили положительный отбор генов ERCC1 (кодирует фермент, участвующий в эксцизионной репарации ДНК путем удаления нуклеотидов) и UCP1 (кодирует термогенин — разобщающий белок, который присутствует в митохондриях бурой жировой ткани и участвует в продукции тепла у маленьких детей и животных, впадающих в спячку), а также дублирование гена PCNA, кодирующего ядерный антиген пролиферирующих клеток, который повышает процессивность (способность осуществлять химические реакции) репарационной ДНК-полимеразы дельта.

Напрашивается вывод о том, что в клетках гренландского кита работают мощные механизмы репарации ДНК. Возможно, именно они защищают самое крупное млекопитающее от рака. В дополнительных копиях TP53 попросту нет необходимости. Но пока это лишь предположения [22].

Мышиная жизнь утконосых динозавров

Онкологические заболевания — не самая большая проблема, с которой приходится сталкиваться мелким животным. Они чаще погибают в зубах хищников, из-за наводнений и прочих прихотей природы. Лишь везунчики доживают до преклонного по мышиным меркам возраста, когда, наконец, можно заболеть раком. Эволюция решила, что мощные механизмы противоопухолевой защиты таким животным не нужны. Их организм тратит энергию и ресурсы на другие процессы [13].

То ли дело крупные животные — те же слоны. Они медленно растут, нескоро достигают половой зрелости и оставляют не так много потомков — а ведь их еще нужно вырастить и защитить от хищников. С соперниками наиболее успешно конкурируют самые крупные особи, а до таких размеров еще надо дорасти, на что уходят десятилетия. В этих условиях развитие механизмов противоопухолевой защиты приобретает особое значение.

Но обратимся к другим крупным животным — динозаврам. Известно, что потомки гигантских ящеров — птицы — страдают раком, а значит, с аналогичной проблемой сталкивались и далекие прапрадедушки из мезозоя. Это подтверждается палеонтологическими находками. Например, в позвонках эдмонтозавров, относящихся к группе утконосых динозавров (гадрозавров), обнаружили признаки гемангиомы, метастатического рака, десмопластической фибромы и остеобластомы. При этом ученые не отрицают семейный характер онкологических заболеваний у гигантских ящеров, влияние наследственной предрасположенности и генетических мутаций [13], [24].

Непраздный интерес

Ученые исследуют механизмы противоопухолевой защиты у разных животных отнюдь не из пустого любопытства. Онкологические заболевания ежегодно убивают миллионы людей. За последние десятилетия технологии шагнули далеко вперед, но до полной победы над раком пока еще очень далеко — если она вообще возможна .

Защитные механизмы животных потенциально можно воспроизвести на людях. Это открывает возможности для создания новых лекарств, которые помогут в лечении и профилактике рака.

Нам есть чему поучиться не только у гигантов. На рисунке 4 показаны животные, которые наиболее успешно защищаются от рака, и молекулярные механизмы, которые, возможно, в будущем найдут применение в клинической практике.

Рисунок 4. Механизмы противоопухолевой защиты у разных млекопитающих и возможное их практическое применение. Сокращения: HMM-HA — высокомолекулярная гиалуроновая кислота, которая активирует синтез Arf; IFNβ — интерферон-β; CCD — согласованная гибель клеток, опосредованная интерфероном; GH–IGF1 — сигнальный путь гормон роста — инсулиноподобный фактор роста 1; miRNAs — микроРНК.