Группа ученых обнаружила в живых организмах эффективный механизм противостояния от рака. Данная естественная защита против опухолей работает и в человеческом теле.
Данные исследования приводит MedicalXpress.
В новом научном докладе онкологи нетрадиционно подошли к классическому вопросу. Вместо того, чтобы искать причины возникновения рака, ученые из Оснабрюкского университета в Германии и Института Санта-Фе в США использовали теорию сигналов для изучения человеческого тела, которое в ходе эволюции научилось удерживать иные клетки от преобразования в опухоли.
Когда возникает какое-либо злокачественное новообразование, по необъяснимым причинам, оно не использует все ресурсы для быстрого роста.
«Если вор хочет проникнуть в ваш дом, он должен выяснить, как взломать замок на двери. Но у раковых клеток есть ключи от вашего дома. Как вы защищаетесь от них? Как вы защищаетесь от злоумышленника, который знает всё то же, что знаете вы, и имеет все те же инструменты и ключи, которые есть у вас? Ответ: вы делаете так, чтобы использование ключей обошлось очень дорого», — рассуждает соавтор работы Михаэль Лахман, биолог-теоретик из Института Санта-Фе.
Т-клетки-природные киллеры окружают раковые клетки (NIH)
Вместе с коллегой он обозначил два фактора, которые мешают раку: высокая энергетическая стоимость развития и ряд преимуществ, которые имеются у здоровых клеток. Иными словами, существует конкуренция между мутантными раковыми клетками и обычными здоровыми клетками.
Поясним, что факторы роста — это вещества, которые стимулируют рост и размножение клеток. Они функционируют как сигнальные молекулы, определяющие взаимодействия между клетками.
Когда в организме появляется мутантная клетка, которая начинает синтезировать факторы роста для развития рака, соседние здоровые клетки также получают ресурсы. Так, единичные раковые клетки теряют преимущество и не могут накопить достаточно ресурсов для роста.
Нормальные же клетки приспособлены к такой конкуренции, и потому могут синтезировать факторы роста даже себе во вред. Разница в том, что этот вред не является фатальным.
Интересно, что в основе этой идеи лежит концепция гандикапа. Она предполагает, что в эволюционных системах некоторые сигналы слишком дорого обходятся животным: затраты превышают выгоду.
Классический пример «дорогостоящего» сигнала — хвост павлина, а точнее, его размер, свидетельствующий о качестве генома самца. Поскольку с длинным хвостом сложнее улетать от хищников, только хорошо приспособленный самец сможет дожить до момента размножения. В этом случае роскошный хвост послужит своего рода знаком качества для самок.
С другой стороны, нездоровая птица не будет иметь достаточно энергетических ресурсов для выращивания длинного хвоста и, таким образом, не сможет «подделать» сигнал о своей так называемой эволюционной пригодности.
По принципу гандикапа, раковая клетка аналогична нездоровому павлину, который не способен обратить на себя внимание самок и продолжить род.
Авторы подчеркивают, что их модель рассматривает только сценарий индивидуальной опухоли, пытающегося проникнуть в здоровую популяцию. Как только рак преодолел шансы вымирания и достиг определенного критического размера, преобладает другая динамика. Многие механизмы эволюционировали для предотвращения этой ситуации — от контроля иммунной системы, гибели клеток, ограничений на пролиферацию до архитектуры тканей, однако иногда недуг перевешивает эти средства.
«Рак невероятно сложен, а наша модель относительно проста. Тем не менее мы считаем, что это важный шаг к пониманию рака с точки зрения эволюции», — заключает Лахман.
Подробнее о своей работе авторы рассказывают в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports.
Ранее сообщалось, что в Кембриджском университете создали 3D-модель раковой опухоли для шлемов виртуальной реальности. В основе виртуальной модели — образец настоящей опухоли, взятый у пациента.
