Мятежная клетка. Рак, эволюция и новая наука о жизни

Затем возникает вопрос о том, как клетки располагаются в каждой ткани. Примечательно то, что большинство раковых заболеваний начинается на выстилке протоков и трубок – т. е. в тех местах, где у них имеется пространство для экспансии, например в протоках молочной или предстательной железы, разветвляющихся трубках легких или «канализационной трубе» кишечника. В более плотно упакованных тканях, подобных поджелудочной железе или мозгу, рак возникает гораздо реже. Другим важным фактором оказывается темп замещения клеток. Клетки кишечника просуществуют всего несколько дней, прежде чем они попадут в полость этого органа и будут выведены наружу, но это означает, что в нем должен существовать большой пул стволовых клеток, любая из которых при определенных условиях может стать злокачественной.

Ежедневное выведение миллионов клеток в унитаз следует признать довольно хорошей стратегией профилактики рака – ведь если в вашем теле нет взбунтовавшейся клетки, то опухоль из нее и не вырастет, однако этот подход едва ли является безупречным. Рак кишечника по-прежнему остается одним из самых распространенных видов опухолей во многих частях мира. В сердце же, напротив, очень мало стволовых клеток, и у них ограниченная способность воспроизведения. Это хорошо в смысле минимизации риска сердечного рака почти до нуля, но плохо в плане устранения последствий сердечного приступа.

Скорость обновления клеток, вероятно, влияет также и на то, сколько усилий той или иной ткани приходится прилагать к устранению ошибок, возникающих в ДНК: на клетку, которой отпущено всего несколько дней, тратиться не слишком рационально, но вот если она задержится в организме на несколько лет, то тогда скрупулезное исправление дефектов имеет смысл. Удивительно, но растения, как представляется, исходят из той же логики, накапливая больше мутаций в недолговечных лепестках, а не в более долгоживущих листьях и стеблях. А африканские карпозубые рыбы, которые живут всего год, с радостью накапливают огромное количество мутаций в своей ДНК.

Другим объяснением может служить голое невезение. В 2015 году математик Кристиан Томазетти и легендарный онкогенетик Берт Фогельштейн из Медицинской школы Университета Джонса Хопкинса в Балтиморе опубликовали статью, которая произвела, мягко выражаясь, некоторый переполох. Пара ученых задавалась вопросом, почему некоторые части тела, клетки которых постоянно обновляются, такие как кишечник или кожа, с гораздо большей вероятностью генерируют опухоли, чем, скажем, мозг или мышцы. Для того чтобы найти ответ, они сопоставили пропорции опухолей, возникших в более чем тридцати различных частях тела у американских онкобольных, с данными о количестве стволовых клеток в каждом органе и скорости их деления. Вывод же заключался в том, что две трети вариации, описывающей частоту возникновения рака в разных тканях, объясняются исключительно «невезением» – случайным сбоем в основных процессах пролиферации внутри клетки, подобным ошибкам при копировании или восстановлении ДНК. Лишь третья часть отклоняющейся вариации, согласно подсчетам ученых, приходилась на факторы окружающей среды, образа жизни, наследования генетических дефектов. Проще говоря, чем больше клеток воспроизводится в определенной ткани, тем выше вероятность того, что дела пойдут не так и возникнет рак.

Важно подчеркнуть, что речь здесь идет о частях тела, но не о людях. В статье вовсе не утверждается, будто две трети случаев рака являются результатом невезения: такое толкование полученных данных широко распространено, но абсолютно неверно. Скорее, специалисты лишь предположили, что унаследованные мутации или внешние факторы типа токсичных веществ играют относительно малую роль в определении того, насколько предрасположенным к раку будет тот или иной орган, – в сопоставлении с гораздо более сильным влиянием неизбежных и стандартных жизненных процессов.

Упрощая, можно сказать, что ткани, наполненные стволовыми клетками, которые в придачу и быстро воспроизводятся, с большей вероятностью окажутся местом возникновения опухоли, нежели ткани с более медленным клеточным обновлением, поскольку чем активнее клетка делится, тем выше вероятность сбоя. Добавление факторов среды, образа жизни, наследственности почти не сказывается на параметрах риска[32], так как в основе всего все-таки скорость мутаций, предопределяемая интенсивностью этого клеточного потока.