„Безсмъртните“ същества и ролята им за изясняване на заразните ракови заболявания

Трансмисивните видове рак са сред най-странните явления в биологията. Тези туморни клетки могат да се разпространяват от един индивид на друг, като инфекциозно заболяване. Два трансмисивни тумора са прична тасманийският дявол да е застрашен от изчезване. Друг вид причинява тумори в гениталиите на кучетата. Учените може би най-накрая са готови да отговорят на подобни въпроси. В статия, публикувана на 17 септември 2024 г. в Proceedings of the Royal Society B, те съобщават за спонтанното генериране на трансмисивни тумори лабораторно.

Как и защо някои тумори придобиват способността да правят скок от едно животно на друго?

Откритието е направено при малки, подобни на анемони сладководни животни, наречени хидри, за които е известно, че са предразположени към рак. Изследователите се надяват, че откритието ще им помогне да разберат по-добре как тези тумори се развиват, еволюират и разпространяват, което в крайна сметка може да помогне за предотвратяване или контрол на трансмисивни ракови заболявания в дивата природа.

Хидрите може да изглеждат като неочакван избор за изследване на рака, но те са „наистина интересен“ вид за изучаване на това как възникват туморите, казва Майкъл Мецгер, биолог от Pacific Northwest Research Institute, който не участва в работата. „Наистина можете да научите много [от тях] за основните аспекти на биологията на рака.“

Трансмисивните ракови заболявания се считат за редки; учените са забелязали само около дузина примери, предимно в миди и техните роднини. Но техните „драматични екологични последици“ ги правят важни за изучаване, казва Софи Тисо, еволюционен еколог в CNRS, френската национална изследователска агенция. Ако учените успеят да разберат как възникват и се разпространяват тези тумори, те биха могли по-добре да предскажат или контролират огнищата.

За съжаление, тези, за които учените знаят, са открити много след като са започнали да се разпространяват , което прави невъзможно да се проучи как са започнали.

Така че в новото проучване Тисо и нейните колеги се обърнаха към сладководната книдария Hydra oligactis . Хидрите са може би най-известни със своето „безсмъртие “: Индивидите, поддържани добре, изглежда живеят безкрайно дълго, без да показват никакви признаци на стареене; те дори могат да регенерират повредени части. Но те също са предразположени към рак : дивите хидри лесно развиват тумори, когато са прехранени в плен , което ги прави отличен избор за изучаване на това как възникват раковите заболявания, казва Тисо. И тъй като те се възпроизвеждат безполово – чрез генериране на свои клонинги чрез „пъпкуване“ – животните могат да помогнат да се разкрие ролята на генетиката в развитието на рака.

Тисо и нейните колеги започнаха с внимателно наблюдение на клоновите потомци на хидри, които развиха тумори, след като бяха хранени с две трети повече от необходимото. Около една четвърт от хидрите, които са изникнали от заболелите от рак, сами са развили тумори.

За да провери дали тези тумори наистина са били предадени от родителските хидри, за разлика от спонтанното възникване във всяко поколение, екипът също така скринира асексуалното потомство на хидри, които са свободни от рак. Разбира се, хидрите от родители, които са имали рак, са били около четири пъти по-склонни да развият тумори, отколкото тези от такива без тумори, въпреки че всички хидри са били идентични генетично.

Мецгер, който изучава трансмисивни ракови заболявания при мекотели, казва, че не е напълно убеден, че екипът е демонстрирал спонтанното генериране на трансмисивни тумори; той би искал да види секвенцията на туморите, за да се увери, че ракът наистина се предава. Но така или иначе, той смята, че моделът ще бъде полезен за изучаване на биологията на рака, включително молекулярната основа защо някои хора развиват рак, когато други не. „Това със сигурност е по-податлива система от това да държиш 1000 тасманийски дявола в лабораторията и да ги наблюдаваш, за да видиш дали ще развият рак.“

Самата Тисо беше изненадана, че е толкова лесно да се открият трансмисивни тумори. Много от спонтанните тумори на хидрата лесно се предават на техните потомци, в противоречие с преобладаващата идея, че такива ракови заболявания изискват рядка „перфектна буря “ от черти на гостоприемника и тумора. Ако това важи за други видове, тогава защо трансмисивните ракови заболявания са толкова редки в природата?

Вероятно защото други фактори ги държат под контрол, казва Тисо. Болните индивиди могат бързо да бъдат отстранени от популацията от хищници например. Тя също така отбелязва, че туморите в проучването са били изненадващо „крехки“: простото намаляване на приема на храна от животните направи предаването на тумори от четвърто поколение рязко спаднало.

Въпреки че това може да звучи като добра новина, обратната страна е, че „човешките дейности могат несъзнателно да създадат условия, които благоприятстват разпространението на тези видове рак“, отбелязва Тисо. Например загубата на хищници може да означава, че индивиди, отслабени от трансмисивен рак, не са отстранени, преди техните тумори да могат да се разпространят, или че мутациите, предизвикани от екологичен стрес, могат да увеличат вероятността от рак като цяло .

Мецгер казва, че изучаването на хидри може също да даде прозрения, които са от значение за хората. Метастазите могат да се считат за вид предаване на тумор, казва той, така че изучаването на ракови заболявания, предавани в хидра и други животни, може да хвърли светлина върху този процес. „Те са малко по-различни от това, което се случва при хората, но мисля, че това е тяхната стойност“, казва той. „Това показва широчината на това как може да изглежда ракът.“