Мятежная клетка. Рак, эволюция и новая наука о жизни

Млекопитающие и сумчатые развили очень сложную иммунную систему, которая непрерывно ищет и уничтожает все, чему, по ее оценкам, не место в организме, включая клетки незнакомого животного того же или другого вида. Задача разграничения между «я» и «не я» упрощается генами, известными как главный комплекс гистосовместимости (ГКГС). Это разнообразные части генома, кодирующие молекулы, которые находятся на поверхности клеток, подобно развевающимся флагам. Если эти флаги выглядят странно или чужеродно, то иммунная система срабатывает и уничтожает агрессора[55].

Защитные свойства системы ГКГС объясняют, почему при трансплантации так важно самым тщательным образом подбирать доноров, подходящих для реципиентов. Даже при максимальных совпадениях людям, которым пересадили органы, приходится принимать иммунодепрессанты, чтобы предотвратить отторжение. Любопытно, что организмы тасманийских дьяволов обычно отвергают перемещенную ткань других особей своего вида, поэтому хотя бы в какой-то мере их система иммунного наблюдения работает. Вместе с тем, как выяснилось, раковые клетки опухолей первого типа полностью растеряли гены ГКГС, поэтому их перемещению в любого тасманийского дьявола ничто не мешает. Второй, более свежий вид рака все еще содержит такие гены, но, поскольку популяция тасманийских дьяволов мала и инбредна, некоторые животные обмениваются и этими раковыми клетками тоже.

Подобная нехватка разнообразия означает, что раковые клетки обладают возможностью перемещаться в узком кругу генетически схожих животных, не беспокоя иммунную систему. Кроме того, похоже, что вторая опухоль скоро тоже утратит свои ГКГС-гены, что позволяет строить догадки о дальнейшей эволюции этих видов рака: потеря ГКГС не так уж важна для того, чтобы опухоль стала заразной, но она действенно повышает способность клеток перемещаться в более многочисленную популяцию хозяев.

Пару лет назад казалось, что лицевые опухоли вообще покончат с тасманийскими дьяволами в дикой природе. Их рак не реагирует на химиотерапию, даже если инфицированных животных удается вовремя поймать и начать лечить, а численность некоторых популяций уже сократилась на 90 %. Если вынести за скобки несколько изолированных «застрахованных» популяций, то, как считали многие, стремительное распространение болезни и наличие второго штамма обернутся для этих культовых сумчатых неминуемой катастрофой. Однако, обвиняя эволюцию в том, что ее адаптационные механизмы позволили лицевым опухолям тасманийских дьяволов перескакивать с одной особи на другую, следует иметь в виду, что та же эволюция может и помочь животным дать отпор болезни.

Занимающийся экологией дикой природы Родриго Хамеде и его коллеги из Университета Тасмании пристально следят за сокращающейся популяцией тасманийских дьяволов, опираясь на помощь местных жителей, которые сообщают о перемещениях животных через специальное приложение в смартфоне. К настоящему моменту, похоже, некоторые из особей научились вырабатывать иммунитет к лицевым опухолям, сопротивляясь заражению раковыми клетками. Ученые также обнаружили более двадцати случаев, когда инфицированные тасманийские дьяволы сумели излечиться самостоятельно: кровавые опухоли исчезли у них без какого-либо вмешательства человека. Пока преждевременно говорить о том, что вымирающий вид сумел спасти себя, – кстати, новая система придорожных ограждений и предупредительных сигналов тоже помогает снизить смертность этих сумчатых на местных шоссе, – но их будущее выглядит явно не таким устрашающим, как несколько лет назад.

Довольно легко понять возникновение двух штаммов заразных лицевых опухолей, помня об уникальных обстоятельствах, характерных именно для этих животных: о простом пути заражения в сочетании с небольшим масштабом популяции, отличающейся к тому же небогатым генетическим разнообразием. Гораздо труднее объяснить, как прорыв к независимости обеспечил себе рак, поражающий гораздо более распространенные и генетически разнообразные виды.

Собачья жизнь

В спаривании собак нет никакой романтики. Как только самец эякулирует, конец его пениса набухает и застревает в половых путях самки, удерживая двух участников встречи сцепленными друг с другом в тот момент, когда они, вероятно, уже предпочли бы разойтись по своим делам. Попытки разорвать эту «совокупительную связь», нередко предпринимаемые собаками до того, как спадет отек, может привести к травмам соответствующих органов обоих партнеров. Как и в случае с тасманийскими дьяволами, подобное поведение непреднамеренным образом привело к появлению другого заразного вида рака.