Слонів і китів еволюція навчила боротися з раком

Сер Річард Пето, англійський статистик і епідеміолог з Оксфорду, все своє життя вивчав рак. За медичні докази прямого зв'язку між курінням і раком був посвячений у лицарі. А в 1977 році він сформулював статистичний парадокс, який показує невідповідність між очікуваним та спостережуваним рівнем раку у великих тварин, інформує Ukr.Media.

Справа в тому, що рак, тобто злоякісна пухлина — захворювання, що виникає в результаті мутації нормальних клітин при їх поділі. Тіла ж китів і слонів такі величезні, що поділ клітин у них відбувається дуже часто і за статистикою вони повинні помирати від раку ще до народження. Але оскільки слони і кити в реальності існують, це явище назвали Парадоксом Пето.

Загадка еволюції

Насправді, в межах одного виду все так і має бути. Великі породи собак хворіють на рак частіше, ніж дрібні. І навіть серед людей чоловіки, оскільки вони більші за жінок, помирають від раку частіше.

Однак якщо порівняти різні види тварин, з'ясується одна дуже цікава деталь. Слони, незважаючи на те, що вони в десятки разів більші за людей, хворіють на рак у 5 разів рідше за людину, а кити, які ще більш величезні, майже повністю перемогли рак. Як так?

На перший погляд, це дійсно неможливо. Організм більший, швидкість поділу клітин у ньому набагато вища, ніж у людини, і мутації при поділі так само відбуваються. Хоча базові механізми репарації ДНК (ремонту клітин) у ссавців схожі, але їх ефективність та регуляція можуть суттєво відрізнятися у різних видів. Але чому тоді люди і собаки помирають від раку, а слони і кити дуже рідко, хоча має бути все навпаки?

Вчені вважають, що дане явище можна пояснити через еволюційні механізми та особливості розвитку пухлин у великих тварин. 600 млн років тому, з появою багатоклітинності тварини прагнули бути більшими з кожним новим поколінням. Цим вони піддавали себе ризику, що з черговим поділом клітина може пошкодитися.

Чим простіший організм, тим легше він регенерує. Наприклад, якщо губку розірвати на 10 тисяч шматочків, то вийдуть 10 тисяч нових губок. Дощовий черв'як, якщо його розрізати навпіл, зможе відростити собі новий хороший хвіст. Ящірка може відкинути хвіст і виростити новий меншого розміру. У ссавців же навіть порізи загоюються зі шрамами, і виникає неможливість повної регенерації. Інакше кажучи, в організмів, що мають кінцевий розмір і форму, при виникненні ракових клітин немає можливості позбутися від них, оскільки вони не здатні на часткову або повну регенерацію.

Розгадка

Однак слонів і китів еволюція навчила боротися з раком. На сьогоднішній день відомо, що у ссавців існує багато різних генів, здатних пригнічувати ракові пухлини. У людини є значна кількість таких генів, але слони мають особливість — приблизно 20 копій гена TP53, тоді як у людини є лише одна копія цього ключового протиракового гена. Ця та інші генетичні особливості знижують ризики раку у слонів приблизно в 5 разів порівняно з людиною.

Дослідивши ж китів, вчені виявили, що головний ген для боротьби з раком — ген TP53. Він не дозволяє мутованим клітинам ділитися. Інакше кажучи, незважаючи на більш масштабний процес поділу клітин в організмі кита, у китів цей процес повністю під контролем, а у людини — ні.

Більш того, різні види китоподібних також мають збільшену кількість копій гена TP53 та інші генетичні адаптації, які допомагають їм ефективно боротися з потенційно раковими клітинами, незважаючи на їх великі розміри тіла.

Хоча вище і йде річ про ген TP53, важливо розуміти що стійкість до раку — це результат дії багатьох генів та біологічних процесів, а не лише одного гена.

Чому не можна використовувати цю "зброю" еволюції для боротьби з раком

Найочевидніша ідея, щоб перемогти рак, використати ключик, підготовлений еволюцією — ввести в геном багато копій антиракового гена. Але з'ясувалося, що за "безсмертя" від раку організму доводиться розплачуватися фертильністю, тобто плодючістю. Наприклад, у горбатого кита і людини однакова тривалість життя, але людина здатна народити набагато більше дітей, ніж кит.

Інший приклад: миші часто помирають від раку, при цьому мають невелику порівняно з людиною тривалість життя, але зате дуже плодючі. Деякі експерименти з введенням додаткових копій протиракових генів у лабораторних мишей показали складний взаємозв'язок між резистентністю до раку та іншими біологічними процесами, включаючи старіння та репродуктивні здібності. Коли їм в геном ввели додаткові антиракові гени, вони продемонстрували хорошу здатність до пригнічення ракової пухлини, але стали настільки швидко старіти, що не встигали залишити потомство.