Мятежная клетка. Рак, эволюция и новая наука о жизни

Благодаря тому что технологии секвенирования ДНК за последние несколько лет стали дешевле и быстрее, нам удалось узнать о том, что геномы рака пронизаны десятками тысяч мутаций и перестроек. Разумеется, не каждая мутация важна: ген должен получить вполне конкретное повреждение: либо активирующее (в случае онкогена), либо инактивирующее (в случае опухолевого супрессора). Кроме того, в человеческом геноме имеется огромное количество генов и контрольных зон, которые никак не участвуют в процессе развития рака, а также масса бесполезной ДНК; появление мутаций в этих сегментах, вероятно, вообще не имеет никакого значения.

Лаборатории по всему миру усердно занимаются просеиванием «генетического золота» и обособлением его от «мусора», создавая огромные каталоги с подробным описанием мутаций в сотнях и тысячах образцов опухолей. Это позволило выявить сотни драйверных мутаций (мутаций-«водителей») – значимых ошибок в важных генах, возникающих вновь и вновь, и тысячи недрайверных мутаций (мутаций-«пассажиров»). Последние исследования показывают, что возникновению каждого вида рака способствуют сбои, ограниченные кругом примерно из десяти драйверных генов, причем для определенных типов опухолей требуется больше драйверных мутаций, чем для других. Согласно нашей нынешней модели опухолевого роста, этими драйверами должны быть ошибки, которые накапливаются во время превращения здоровой клетки в смертельную опухоль.

Многие исследователи-онкологи были весьма воодушевлены появлением этой огромной коллекции молекулярных «марок» – прежде всего потому, что выявление дефектных генов и молекул, провоцирующих рак, означает, что фармацевтические компании смогут начать разработку соответствующих лекарств. Однако сам по себе просмотр списка мутаций, аккумулировавшихся в человеческой опухоли, показывает лишь конечную точку нашего пути, ничего не говоря о том, как этот путь был пройден. Теория соматических мутаций утверждает, что здоровые клетки должны постепенно «подхватывать» мутации, накопление критической массы которых ведет к злокачественному новообразованию. Тем не менее составление пошагового «маршрута» оказалось довольно сложной задачей.

Некоторые более ранние исследования показали, что образцы здоровых клеток, взятые из прилегающих к опухоли областей, могут содержать мутации, но это легко объясняется их заражением раковыми клетками-«беглецами». Проблему усугубляет то, что подобные наблюдения делались для относительно крупных образцов «разномастных» тканей, скрывающих незначительные скопления клеток, которые могут находиться на полпути от полностью здорового к относительно аномальному и, наконец, абсолютно злокачественному состоянию.

Тем не менее многим ученым поиск мутаций в здоровых клетках представляется занятием, лишенным смысла. Столетнее бытование теории соматических мутаций утвердило идею о том, что опухоль является чудовищно мутировавшей версией нормальности, а раз так, то зачем тратить силы и время на поиск мутаций в здоровых тканях? Тем более что лишь недавно методы секвенирования ДНК стали достаточно точными и дешевыми для того, чтобы фиксировать редкие генетические изменения в крошечных образцах здоровой ткани.

В поисках озарения профессор Фил Джонс и его коллеги из Института Сэнгера в Кембридже попытались раздобыть немного лишней кожи. Если говорить точнее, им хотелось найти образцы обычной кожи человека среднего возраста, которую не покрывали солнцезащитным кремом и не прятали под одеждой, иначе говоря, им нужна была такая кожа, клетки которой с большой вероятностью приобрели бы различимые мутации, испытав воздействие вредного ультрафиолетового излучения.

Это казалось непростой задачей, пока ученым не пришла в голову блестящая мысль обратиться к пластическим хирургам местной больницы, которые регулярно удаляли обвисшие и сделавшиеся лишними складки кожи век своих пациентов. После этой процедуры, независимо от того, проводилась ли она по медицинским показаниям или в косметических целях, оставались аккуратные маленькие кусочки кожи в форме крылышка, которые обычно отправлялись в контейнер для биологических отходов. Что важно, их удаляли с той части тела, которая, подвергаясь сильному воздействию ультрафиолетового излучения, остается, по-видимому, последним местом, на которое кто-то будет наносить солнцезащитный крем.