Ученые выяснили, как разнообразие генов у слонов подавляет развитие рака

Новое исследование, проведенное международной группой ученых, пролило свет на то, почему слоны, одни из самых больших животных на планете, как ни парадоксально, имеют необычно низкий уровень заболеваемости раком. Исследование показало, что эти замечательные млекопитающие несут уникальные генетические варианты, которые снижают риск возникновения опухолей, и результаты могут помочь в разработке новых методов лечения рака для людей.

По мере того, как организм стареет, а его клетки продолжают размножаться, вероятность раковых мутаций возрастает. И чем больше организм, тем больше в нем клеток, а значит, больше шансов на мутации и выше риск развития рака с возрастом. Верно?

В пределах отдельных видов это наблюдение подтвердилось. Было обнаружено, что у более высоких людей или у более крупных собак риск рака положительно коррелирует с размером тела.

Таким образом, теоретически крупные животные, которые живут долго, должны страдать от рака чаще, чем более мелкие, недолго живущие организмы.

Но это предположение не подтвердилось, и это несоответствие известно как «парадокс Пето» в честь эпидемиолога Ричарда Пето, который обнаружил, что скорость канцерогенеза на клетку не соответствует между видами. Фактически, у некоторых более крупных видов, таких как киты и слоны, было очень мало признаков рака, несмотря на то, что они были большими и жили долго.

Хотя общеизвестно, что каждый вид развил свои уникальные способности подавлять рак, слоны представляют особый интерес для исследователей.

Эти животные имеют такую ​​же продолжительность жизни, как и люди, но, несмотря на свои размеры, даже в очень пожилом возрасте практически не проявляют признаков рака. По оценкам, всего пять процентов слонов в конечном итоге умирают от рака по сравнению с 25 процентами людей.

Знаменательное исследование, проведенное несколько лет назад, было посвящено одному из ключевых способов, которыми эти массивные млекопитающие могут избежать рака. Слоны, как оказалось, имеют 20 различных копий гена, подавляющего опухоль, известного как p53.

Этот ген кодирует белок, также известный как p53, который служит важным защитником клеток. Этот белок действует как охранник, чья работа состоит в том, чтобы остановить деление клетки, когда он обнаруживает любое повреждение или мутацию ДНК.

Когда ген p53 не работает должным образом, поврежденные клетки могут размножаться, и раковая ткань накапливается.

Считается, что нарушение регуляции гена играет роль в более чем половине всех случаев рака у человека, но, в отличие от слонов, у нас есть только одна копия гена.

Новое исследование было направлено на изучение того, как именно разнообразие генов p53 у слонов подавляет рак.

«Это запутанное и интригующее исследование демонстрирует, насколько слоны представляют собой нечто большее, чем впечатляющий размер, и насколько важно не только сохранять, но и изучать этих характерных животных в мельчайших деталях», — говорят ученые. «В конце концов, их генетика и физиология обусловлены историей эволюции, а также сегодняшней экологией, диетой и поведением».

Активность p53 в клетке регулируется другим геном, известным как MDM2, который кодирует белок, по существу инактивирующий белок p53.

Этот путь p53-MDM2 имеет основополагающее значение для работы здоровых клеток: p53 вмешивается, чтобы проверить здоровье клетки, а MDM2 не дает p53 вызвать гибель клеток, посылая сигнал о том, что все работает нормально.

Новое исследование показало, что слоны обладают невероятным набором различных белков p53, которые могут увеличить количество способов инактивации MDM2.

У людей, поскольку у нас есть только одна копия гена p53, MDM2 не нужно много времени, чтобы вступить во владение и позволить раковым клеткам размножаться. Но у слонов белок p53 принимает десятки различных молекулярных форм, избегая инактивации MDM2 и останавливая репликацию гораздо большего количества раковых клеток.

«Это захватывающее событие для нашего понимания того, как p53 способствует предотвращению развития рака», — сказал соавтор исследования Робин Фареус. «Существование нескольких изоформ p53 у слонов с разной способностью взаимодействовать с MDM2 предлагает новый захватывающий подход, чтобы пролить новый свет на супрессорную активность p53».

Исследование представляет впечатляющее новое понимание механизмов, разработанных слонами для предотвращения рака. Исследование не только демонстрирует, как эти массивные млекопитающие используют различные молекулы p53 для подавления роста раковых клеток, но и помогает разрешить парадокс Пето, подтверждая, что у слонов действительно больше способов избежать рака по сравнению с более мелкими организмами.

Помимо этих академических выводов, новое исследование также может привести к клиническим результатам на людях. Выделив десятки новых способов активации молекул p53, исследователи теперь получили ряд новых путей для таргетной терапии рака у людей.

Исследование было опубликовано в журнале Molecular Biology and Evolution.