«Мозг – это большая опухоль»

Опухоли играют положительную роль в эволюции организмов, и такой подход может вызвать революцию в лечении онкологических заболеваний. Об этом в своей лекции на «Газете.Ru» рассказывает профессор Андрей Козлов, который с 1970-х годов развивает эволюционные представления в онкологии.

Истоки сравнительной онкологии предшествуют открытию клетки. В 1802 году одно из научных обществ Эдинбурга впервые сформулировало вопрос: «Встречаются ли у примитивных организмов заболевания, напоминающие рак у человека?» А в 1858 году – встречаются ли такие заболевания у домашних животных. До конца ХIХ века были обнаружены опухоли у рыб и моллюсков. В 1901 опухоли были описаны у оболочников. В 1938 году нашему соотечественнику Сергею Чахотину удалось экспериментально вызвать смертельную атипическую пролиферацию мезенхимных клеток у иглокожих, погружая оплодотворенные яйца этих животных на стадии бластулы в раствор монойод- или монобромуксусной кислоты.

Опухоли были обнаружены даже у ископаемых динозавров. Эпидемиологическое исследование более чем 10 тысяч позвонков динозавров с помощью флюороскопии выявило опухоли у гадрозавров, обитавших в меловом периоде. У других семейств динозавров в этом исследовании опухоли выявлены не были, что предполагает специфичность предрасположенности к новообразованиям у различных групп динозавров.

Самые разнообразные влияния внешней среды могут вызвать в тканях растений длительную пролиферативную реакцию, приводящую к возникновению опухолеподобных наростов.

Более того, некоторые опухоли растений, в частности т. н. «корончатые галлы», возникающие под влиянием «опухолеобразующих» бактерий Agrobacterium tumefaciens, по своей природе близки к истинным опухолям животных.

Достижения сравнительной онкологии по изучению новообразований у беспозвоночных и низших позвоночных были подытожены в соответствующей монографии, изданной Национальным раковым институтом США в 1969 г. В результате систематизации и обобщения большого количества наблюдений и экспериментальных фактов сравнительная онкология сформулировала представление о широкой распространенности опухолей у многоклеточных организмов, включая беспозвоночных и растения. Была отмечена также относительно более высокая частота возникновения новообразований у высших организмов, например, у насекомых и позвоночных, и у эволюционно более успешных видов организмов, например, у костистых рыб по сравнению с хрящевыми.

Широкая распространенность опухолей среди многоклеточных организмов предполагает, что опухоли вполне могли играть какую-то роль в эволюции организмов.

Давно известно, что многие опухоли и полученные из них клеточные линии способны продуцировать белки, нехарактерные для тканей или клеточных типов, из которых произошли упомянутые опухоли. Это явление получило название «эктопических синтезов». К ним относится, например, синтез гормонов некоторыми опухолями.

В последнее время употребляют термин «пластичность опухолевых клеток», под которой понимается утрата специфической генной экспрессии с одновременной аберрантной экспрессией генов, в норме экспрессирующихся в других клеточных типах. Пластичность в особенности присуща злокачественным опухолевым клеткам. Васкулогенная мимикрия (построение опухолью псевдососудов из своих клеток), при которой опухолевые клетки экспрессируют гены, в норме экспрессирующиеся в эндотелиальных клетках, является примером такой пластичности.

Молекулярно-биологическими методами были получены данные, свидетельствующие, что в опухолях могут активироваться большое число генов, неактивных в нормальных клетках.

Активация транскрипции в опухолях связана с гипометилированием ДНК и гистонов и декомпактизацией хроматина. Эти процессы не обладают жесткой специфичностью и затрагивают обширные участки генома. Изменения в метилировании ДНК приводят к активизации транскрипции не только генов, связанных с опухолевой прогрессией, но также к неспецифической активации транскрипции последовательностей, расположенных в близких участках генома.

Другим свойством опухолевых клеток, которое могло использоваться в эволюции, является способность опухолевых клеток к дифференцировке с одновременной потерей злокачественности. Имеющиеся данные свидетельствуют, что генетическая информация, ответственная за терминальную дифференцировку опухолевых клеток, присутствует и способна к фенотипической экспрессии.

Опухоли могут принимать участие в морфогенетических процессах, как, например, в случае ороговевающих непигментированных папиллом, или «кожных рогов». Другим примером могут быть своеобразные «шапочки», образующиеся на головах некоторых рыб. Можно предположить, что своеобразные разрастания на морде у бородавочника Phacochoerus aethiopicus, являющиеся его систематическим признаком, также произошли в результате каких-то опухолеподобных процессов.

Способность опухолевых клеток дифференцироваться в различных направлениях вместе с утратой злокачественности и экспрессией в опухолях генов, не экспрессирующихся в нормальных тканях (но присутствующих в геноме), в том числе эволюционно новых генов, может, в принципе, приводить к возникновению эволюционно новых типов клеток.