Рак не болезнь, а наше видообразование

16.08.11 Американские учёные представили достаточно оригинальный взгляд на причину возникновения раковых заболеваний у человека. С их точки зрения, данные заболевания являются свидетельством того, что в человеческой популяции идёт процесс видообразования, а онкологические больные представляют собой, выражаясь научным языком, переходные формы.

Вообще-то данная идея отнюдь не нова — первый раз о том, что канцерогенез может быть одним из способов видообразования, говорил ещё в 1956 году известный биолог-эволюционист, создатель фонда WWF Джулиан Хаксли (брат не менее известного писателя, автора романов "О, новый, дивный мир" и "Двери восприятия" Олдоса Хаксли и внук одного из сподвижников Дарвина, Томаса Гексли). На эти мысли его натолкнул один хорошо известный факт — раковые клетки не отличаются стабильным кариотипом, то есть постоянным числом хромосом. А согласно наблюдениям многих эволюционистов, именно такая ситуация характерна для так называемых "переходных форм", то есть групп особей, из которых начинает формироваться новый вид.

Недавно эту же идею изложила в своей статье в журнале Cell Cycle группа американских учёных во главе с Питером Дьюсбергом из Калифорнийского университета в Беркли (США). Исследователи считают, что канцерогенез является одним из способов видообразования, поскольку раковые клетки в принципе не имеют стабильного кариотипа. При этом Дьюсберг и его коллеги не согласны с господствующим представлением о причине возникновения раковых заболеваний, согласно которому злокачественное перерождение клеток вызвано множественными мутациями, приходящимися на разные ключевые гены. Они считают, что причиной канцерогенеза служат не генные, а хромосомные неполадки, такие, как удвоение числа хромосом, делеции (выпадение участков хромосомы при её копировании перед делением клетки), перемонтирование хромосом (когда к одной пришивается кусок другой) и т.п.

Совершенно очевидно, говорят учёные, что данные изменения затрагивают не один, и даже не десятки, а целые тысячи генов. Однако мутации подобного масштаба кардинально меняют саму клетку, которая, в результате таких перестроек уже вполне может претендовать на звание родоначальника нового вида. Поскольку кариотипически (и, соответственно, биохимически) с клетками старого вида она уже не имеет ничего общего.

Одном из самых распространённых механизмов видообразования при канцерогенезе исследователи считают анеуплоидию. Эта "неисправность" проявляется в том, что при копировании хромосом появляется не одна, а несколько её "клонов" (типичным проявлением анеуплоидии является такое заболевание, как синдром Дауна — он вызван тем, что у больных этим недугом присутствует лишняя копия 21 хромосомы). Так вот, согласно исследованиям группы Дьюсберга, анеуплоидия свойственна всем раковым клеткам, и, по их мнению, является не следствием, а причиной ракового перерождения.

Начинается всё с того, что перед делением у клетки что-то портится в механизмах удвоения или разделения хромосом. В результате уже после деления одна из дочерних клеток может оказаться обладательницей лишней копии, а вторая, наоборот, недополучает её (или их, если речь идёт о нескольких "клонах"). В нормальных условиях данная ситуация равносильна для большинства типов клеток смертному приговору (спокойно переносить данное безобразие могут лишь растительные клетки, именно поэтому там так много случаев полиплоидии — содержание нескольких копий хромосом в одном ядре).

Однако крайне редко получается так, что данная "неисправность" не влияет на жизнеспособность клетки. Тогда она закрепляется в генотипе потомков и через несколько поколений становится нормой. При этом существа, в клетках которых это произошло, репродуктивно изолируются от своих родственников (то есть они не могут с ними скрещиваться), а это уже, в свою очередь, один из механизмов образования нового вида. Подобные случаи отмечались при образовании новых видов у землероек (Soricidae) и тенреков (Tenrecidae), представителей отряда насекомоядных (Insectivora).

Исследователи также подчёркивают, что раковые клетки обладают довольно нестабильным, подвижным хромосомным набором. Это означает, что их количество и "качество" у потомков может весьма отличаться от такового у предков. Подобное часто бывает на первом этапе формирования нового вида. Правда сохранение у потомков этих "неполадок" возможно лишь при том условии, если от них не страдают механизмы, обеспечивающие клеточное деление. Однако, как показали исследования, у раковых клеток именно такая ситуация — они делятся исключительно митотически (то есть с помощью обычного деления, при котором не происходит редукция числа хромосом), и, пока гены, управляющие митозом, не затронуты. Нестабильность кариотипа не является препятствием для размножения.

Исследователи представили доказательства своей версии, изложив результаты кариотипического анализа нескольких раковых клеточных линий в пределах нескольких поколений. Оказалось, что в пределах одной линии набор и строение хромосом у клеток не меняются, но при этом могут сильно отличаться от хромосомного набора опухоли иного типа или даже от опухоли такого же рака, но взятого у другого пациента. Самым показательным примером тут служит знаменитая линия клеток HeLa, которую в 1951 году взяли у больной Генриетты Лакс, потомки которой до сих пор вполне жизнеспособны. Было показано, что, с тех пор эта линия существует автономно, то есть вне организма её "родительницы", её клетки обладают вполне стабильным кариотипом по сравнению с тем, который у неё был в первые годы её существования. Однако он весьма отличен от такового в нормальных человеческих клетках.

Итак, получается, что канцерогенез является не столько болезнью, сколько свидетельством того, что человечество как вид не является стабильным — в людских популяциях продолжают идти процессы видообразования. Поэтому всех, кто страдает от раковых заболеваний, по мнению авторов этой гипотезы, следует считать переходными формами между старым и новым видом. Как следует из положений синтетической теории эволюции, у них очень мало шансов на выживание, пока условия обитания старого вида принципиально не изменятся. Только в этом случае какие-нибудь из переходных форм смогут получить "путёвку в жизнь" и сформировать новый вид.

Другое дело, что понять сейчас, что это будет за новый вид такой, пока что невозможно — ведь учёные имеют дело лишь с самым началом процесса, со стадией "кариотипической дестабилизации". Клетки, в которых она происходит, сами по себе не могут "создать" какой-то устойчивой структуры, что подтверждено многочисленными экспериментами — из тех же раковых клеток не получается "выстроить" нормальную функционирующую ткань. Однако со временем, когда нестабильность заканчивается, то клетки, как это демонстрирует та же линия HeLa, могут сформировать что-то похожее на неё. Просто в организме больного из-за быстроты развития недуга, до этой стадии не доходит — человек умирает раньше, чем кариотип клеток опухоли стабилизируется. Однако, не исключено, что если страдающий от опухоли попадет в какие-то условия, которые помогут ему преодолеть первую стадию, то у него есть шанс превратиться в особь нового вида.

В то же время не следует забывать о том, что у эукариотов (то есть ядерных), к коим относятся и люди, процесс видообразования — вещь неспешная, он может растягиваться на миллионы лет. А бороться с опухолями следует немедленно, здесь и сейчас. Поэтому открытие группы Дьюсберга кроме теоретической имеет ещё и практическую ценность — оно может помочь пересмотру методики борьбы со злокачественными опухолями. Если она верна, то учёным следует сосредоточиться не на нейтрализации точечных мутаций, а на борьбе с дестабилизацией кариотипов, то есть с механизмами неправильного копирования хромосом. Это, конечно, непросто, но вполне достижимо…