Вновь обнаруженная связь между раком и старением
Результаты нового исследования, проведенного в 2022 году, заставляют задуматься о взаимосвязи между продолжительностью жизни животных и скоростью мутации их генетического кода.
Рак – это отражение времени жизни организма и числа мутаций, поэтому ученые изучили его возникновение и последствия у 16 различных видов млекопитающих. Новый взгляд на мутации ДНК расширяет наши знания о старении и развитии рака, а также о том, как мы можем контролировать эти процессы.
Мутации, старение и рак: введение
При раковых заболеваниях происходит неконтролируемый рост клеток. Он не связан с патогенными микроорганизмами, заражающими организм, а является нормальным процессом, протекающим в нашем теле.
Клетки в организме постоянно делятся и воспроизводятся. Иногда в процессе репликации ДНК в генетическом коде случайно возникают крошечные ошибки (так называемые мутации). В нашем организме есть механизмы, исправляющие эти ошибки, и на протяжении большей части своей молодости мы остаемся сильными и здоровыми благодаря им.
Однако с возрастом действие этих защитных механизмов ослабевает и вероятность развития рака возрастает, поскольку мутации преодолевают защитный барьер и их число продолжает расти. Чем дольше мы живем, тем больше становится мутаций, и риск их проявления в виде онкологических заболеваний увеличивается.
Биологическая головоломка
Поскольку мутации возникают случайным образом, биологи полагали, что у более крупных форм жизни (с большим количеством клеток) вероятность развития рака будет выше, чем у более мелких.
Но, как ни странно, никакой связи не наблюдается.
Именно в этом состоит одна из самых больших загадок биологии - почему такие большие существа, как киты или слоны, редко страдают от рака. Она называется "парадоксом Пето". Еще более странно то, что некоторые небольшие животные, например, голый землекоп, абсолютно не страдают от рака.
Этот феномен заставил исследователей углубиться в изучение генетики землекопов и китов. И хотя оказалось, что этим существам помогают особые генетические "бонусы" (например, дополнительные гены, подавляющие опухоли), закономерности в развитии рака у всех остальных видов до сих пор изучены плохо.
Рак может быть тесно связан с продолжительностью жизни
Исследователи из Института Сэнгера сообщили о результатах первого исследования, в рамках которого изучалась взаимосвязь между скоростью мутаций и продолжительностью жизни животных.
Под скоростью мутаций понимается лишь скорость, с которой виды порождают мутации. У млекопитающих с более короткой продолжительностью жизни средняя скорость мутаций очень высока. У мыши за четыре коротких года жизни на Земле происходит около 800 мутаций. У млекопитающих с большей продолжительностью жизни средняя скорость мутаций значительно ниже. У человека (средняя продолжительность жизни около 84 лет) она составляет менее 50 мутаций в год.
В ходе исследования также проводилось сравнение количества мутаций на момент смерти с другими показателями, такими как масса тела и продолжительность жизни. Например, у жирафа примерно в 40 000 раз больше клеток, чем у мыши. А человек живет в 90 раз дольше мыши. Удивительным для исследователей оказалось то, что количество мутаций на момент смерти различалось всего в три раза.
Такая небольшая разница позволяет предположить, что существует общее количество мутаций, которое может накопить вид до момента своей смерти. Поскольку млекопитающие достигают этого количества с разной скоростью, поиск способов контролировать интенсивность мутаций может помочь приостановить развитие рака, замедлить старение и продлить жизнь.
Будущее исследований в области раковых заболеваний
Полученные в ходе исследования результаты вызывают новые вопросы, ответы на которые необходимы для более полного понимания сущности рака.
Чтобы подтвердить, что скорость мутаций и продолжительность жизни тесно взаимосвязаны, необходимо провести сравнение с другими видами живых организмов помимо млекопитающих, например, с рыбами, птицами и даже растениями.
Необходимо также понять, отчего именно зависит скорость мутаций. Ответ на этот вопрос, вероятно, кроется в сложной структуре ДНК. Генетики и онкологи продолжают исследовать генетические феномены, в частности гены-супрессоры опухолей, пытаясь выяснять, как они могут влиять на частоту мутаций.
Старение представляет собой совокупность многих явлений, таких как эпигенетические изменения или укорочение концевых участков хромосом (теломер), но если в этих процессах виновны мутации, то появляется надежда найти способ затормозить повреждение генов или даже обратить его вспять.
Хотя проведенное исследование является лишь первым шагом, определение взаимосвязи между количеством мутаций и продолжительностью жизни позволяет пересмотреть наше представление о развитии раковых заболеваний и может открыть новые возможности для разработки стратегий и методов лечения онкологических заболеваний и многих возрастных заболеваний.
