Почему крупные звери редко болеют раком

В 1970-е годы британский эпидемиолог Ричард Пето из Оксфорда обратил внимание, что вероятность раковых заболеваний у крупных животных ничуть не больше, чем у мелких. Между тем всё должно было быть наоборот: чем крупнее животное, тем проще ему получить опухоль. Такое соображение кажется вполне логичным, если исходить из того, что у всех клеток примерно равная вероятность на превращение в злокачественные. А раз у крупных животных клеток больше, то и опухоли у них должны образовываться чаще. Такого, однако, не наблюдается, из чего г-н Пето сделал вывод, что большие животные обладают какими-то противораковыми механизмами, которых нет у животных мелких.

Учёные до сих пор спорят о том, почему киты болеют раком реже человека. (Фото Paul Souders.)

И вот с тех пор исследователи пытались понять, что же это за механизмы, которые защищают слонов и китов от онкозаболеваний. Вопрос, как можно понять, имеет на только отвлечённо-эволюционное значение, ведь, кто знает, вдруг эти механизмы можно поставить на службу медицине. Исследователи из Института развития в Монпелье (Франция) предприняли попытку описать устойчивость крупных животных к раку с помощью математической модели, имеющей дело с разными мутационными стратегиями. Она включала сто вариантов распределения мутаций на протяжении четырёх тысяч поколений.

Модель учитывала два класса генов — протоонкогены, которые могут вызвать злокачественное перерождение клетки, и опухолевые супрессоры, отвечающие за ремонт клетки, чтобы та не превратилась вдруг из-за повреждений в раковую. Соответственно, чтобы «включить» рак, нужно, чтобы первые гены вышли из-под контроля, а вторые — потеряли активность.

В статье, опубликованной в журнале Evolutionary Applications, авторы пишут, что протоонкогены и антионкогены по-разному реагируют в эволюции на увеличение массы тела. Чем она больше, тем труднее активировать протоонкогены. Однако за невысокий риск раковых болезней приходится платить, и плата эта часто выражается в низкой плодовитости. Предложенная модель говорит о том, что животные среднего размера попадают в трудное положение: у них много генов-супрессоров опухолей, но их работа дороже, чем конечная выгода. Крупное животное может позволить себе низкую плодовитость, так как у него мало естественных врагов, но животные среднего размера вынуждены отдать предпочтение более высокой плодовитости, нежели устойчивости к раку. В результате эволюционное преимущество у видов со средним размером тела принадлежит тем, у кого мутации подавляют активность опухолевых супрессоров и в результате берегут энергию и ресурсы для размножения.

Полученные данные помогают понять, почему у людей раковые болезни случаются у каждого третьего, а у китов белуг — только у 18% особей. В то же время авторы работы признают, что количество протоонкогенов и опухолевых супрессоров может быть далеко не единственной причиной того, почему крупные животные реже болеют раком. Например, это можно объяснить ещё и тем, что у больших зверей ниже уровень кислородных радикалов, повреждающих ДНК, так как у них вообще относительно низкий уровень метаболизма.

Сейчас исследователи заняты сравнением геномов разных животных, включая слонов и горбатых китов, чтобы подтвердить или опровергнуть свою теорию. Стоит также добавить, что далеко не все учёные вообще признают существование разницы в частоте раковых заболеваний между разными видами. Эта разница, как добавляют критики, может возникать из-за того, что при её вычислении не учитывают возрастных и других особенностей организма — в том смысле, что крупные животные на склоне лет могут болеть раком ничуть не реже человека.

Подготовлено по материалам Nature News.