У медузоподобных организмов, известных как гидры, наблюдается интересное явление: при чрезмерном питании у них могут развиваться опухоли, которые передаются их потомству. Новое исследование, посвященное этому феномену, не только раскрыло детали процесса формирования опухолей у гидр, но и улучшило общее понимание механизмов передачи рака.
Хотя опухоли являются неизбежным риском для многоклеточных существ, случаи передачи рака между особями остаются редкостью. Наиболее известные примеры включают два типа рака, поражающих тасманского дьявола, один случай у собак и 11 наблюдений у двустворчатых моллюсков. Ученые стремятся понять, как возникают заразные формы рака, чтобы предотвратить их появление у людей и защитить другие виды от страданий, связанных с опухолями.
Эволюционный эколог Софи Тиссо из французского Национального центра научных исследований (CNRS) и её команда применили новый подход для изучения истоков заразных раковых заболеваний. Удивительно, но одно пресноводное существо, родственное медузам и морским анемонам, стало объектом их исследований. 15 лет назад в результате лабораторного эксперимента у Hydra oligactis, существа, считающегося «бессмертным», при избыточном питании спонтанно развились опухоли.
Hydra oligactis размножается бесполым путем, клонируя себя посредством образования мелких почек, которые отрываются и вырастают в генетически идентичные организмы. Это свойство, а также предрасположенность к образованию опухолей в лабораторных условиях, предоставляет уникальную возможность для изучения генетических механизмов рака. Тиссо и её коллеги решили продемонстрировать ценность этой модели для понимания эволюции трансмиссивных форм рака.
«Используя Hydra oligactis, которая спонтанно развивает опухоли, которые в некоторых штаммах стали передаваться вертикально, это исследование представляет собой первое экспериментальное наблюдение эволюции трансмиссивной опухоли, — указывают авторы. — Таким образом, работа вносит вклад в понимание условий возникновения трансмиссивного рака и его краткосрочных последствий».
Ученые собрали 50 гидр из озера Монто во Франции и создали для них лабораторные условия. Чтобы увеличить вероятность развития опухолей, некоторые экземпляры кормили избытком личинок морской креветки пять раз в неделю, что имитировало условия, при которых опухоли развивались в предыдущем исследовании. Девятнадцать перекормленных гидр, у которых опухоли появились через два месяца, были отобраны, а их почки собраны и выращены в тех же условиях. Исследователи проследили за этим процессом на протяжении пяти «поколений», чтобы подтвердить, что опухоли передаются от родителей, а не возникают спонтанно.
У гидр, чьи родители страдали от опухолей, вероятность их развития была в четыре раза выше, чем у здоровых, несмотря на идентичность генов. Таким образом, исследователи подтвердили, что опухоли действительно могут возникать у H. oligactis, и скорость их передачи может увеличиваться со временем. Также было замечено, что пятое поколение гидр демонстрировало изменения: они стали активнее размножаться до появления опухолей, а после их формирования размножение замедлялось.
Тиссо и её коллеги полагают, что редкость трансмиссивных форм рака может быть связана с отсутствием подходящих условий для их распространения. По меньшей мере в данном исследовании приобретение трансмиссивности, похоже, не является проблемой для опухолевых клеток. Если это так, то, как заключают авторы, важно учитывать эти аспекты при изучении экосистем, нарушенных человеческой деятельностью, так как они могут изменить условия, способствующие распространению трансмиссивного рака.
Кроме того, стало известно, что фармацевтические компании стремятся к разработке технологий, которые позволят доставлять радиацию непосредственно к опухолям, рассматривая это как следующий шаг в борьбе с раком. Bristol Myers Squibb, AstraZeneca, Eli Lilly и другие компании потратили около $10 миллиардов на приобретение или сотрудничество с производителями радиофармацевтических препаратов, стремясь получить эффективные средства против различных видов онкологических заболеваний.