Этот странный вид называют трансмиссивной венерической опухолью собак (ТВОС). Она считается видом псовых, хотя у нее и нет виляющего хвоста, висячих ушей или дружелюбных глаз она представляет собой лишь неприглядную массу клеток, растущих на половых органах заразившихся ею собак. Эта болезнь распространилась через половой контакт, обнюхивание и лизание среди собак на всех континентах, за исключением Антарктиды (этому, скорее всего, способствовало передвижение человеческой популяции). Некоторые ученые полагают, что ТВОС была настолько успешной, что могла даже привести к вымиранию первых собак в Северной Америке. Своим появлением и успехом этот заразный рак собак обязан особенностям поведения вида-носителя в частности, сексуального. После спаривания собаки остаются «сцепленными» вместе из-за расширения пениса в половых путях самки. Когда собаки пытаются разъединиться, возможно повреждение области гениталий, что приводит к нарушению первой линии защиты иммунной системы кожи. Эти раны могут создавать условия, более благоприятные для роста клеток трансмиссивного рака. Как мы уже видели в предыдущих главах, в процессе заживления раны ткани более терпимо относятся к пролиферации и миграции клеток.
Таким образом, раковые клетки в данном случае клетки трансмиссивного рака могут остаться незамеченными иммунной системой, начать размножаться внутри раны и даже воспользоваться факторами роста, выделяющимися в ходе процесса ее заживления.
Все раковые клетки у всех собак с ТВОС произошли от одной-единственной собаки, жившей порядка 10 тысяч лет назад. Таким образом, это самая старая известная линия соматических клеток (на порядки старше самой старой линии соматических клеток, культивированных человеком, линии HeLa, которая была получена из раковой опухоли шейки матки пациентки по имени Генриетта Лакс в 1951 году). ТВОС это единственный известный одноклеточный вид собак, а также единственный облигатно-паразитический[14] вид (хотя кто-то, может, и скажет, что некоторые породы, например французские бульдоги, которым для завершения репродуктивного цикла часто необходима помощь человека в виде проведения кесарева сечения, также являются облигатными паразитами). Клетки ТВОС во многом похожи на другие одноклеточные инфекционные агенты: они выживают долгое время после смерти организма-носителя и продолжают успешно передаваться другим членам популяции. Одноклеточная собака не единственный вид, который эволюционировал от многоклеточных предков, став в итоге одноклеточным инфекционным агентом: такая же участь постигла и тасманского дьявола.
Все помнят всеядного, непредсказуемого и очень кусачего мультипликационного персонажа из команды кролика Багз-Баннни: тасманского дьявола, или, сокращенно, Таза. Этот дикий и сумасбродный персонаж может прогрызть что угодно, создавая разрушительное торнадо из зубов и когтей в момент повышенного возбуждения. Настоящие тасманские дьяволы не особо похожи на Таза, однако кое с чем мультипликаторы попали в самую точку. Тасманские дьяволы плотоядные животные, причем самые крупные плотоядные сумчатые из ныне живущих, и их склонность кусать друг друга способствовала распространению смертельного трансмиссивного рака, из-за которого тасманский дьявол угодил в список исчезающих животных.
В 1996 году ученые стали замечать странную лицевую опухоль у тасманских дьяволов в северо-восточной части острова Тасмания, расположенного у юго-восточного побережья Австралии. Эта опухоль, прозванная лицевой опухолью тасманского дьявола (ЛОТД), разрастается вокруг рта и на других участках морды (рис. 5.5), и, когда животные проявляют агрессию, частички опухоли могут отслоиться и заразить их соперников через раны. Как и в случае с трансмиссивным раком у собак, клетки опухоли разрастаются в ранах, полученных в результате этих жестоких социальных взаимодействий (этот процесс также очень напоминает то, что происходит при хирургической аллотрансплантации: ткани одного человека пересаживают другому, где они могут прижиться. Подобно пересаженным органам или участкам кожи, раковые клетки ЛОТД могут расти и процветать в организме нового носителя).
Рисунок 5.5.Тасманские дьяволы подвержены лицевой опухоли, которая передается во время агрессивных стычек между особями. Во время драки тасманские дьяволы часто кусают друг друга за морду, в результате чего раковые клетки с одной особи могут попасть в рану другой. При попадании этих клеток в свежую рану с высоким уровнем факторов роста и сигналов воспаления они зачастую разрастаются у нового носителя, подобно аллотрансплантату. Известно также, что трансмиссивные виды рака встречаются у собак и моллюсков. У людей они бывают крайне редко.
Лицевая опухоль тасманского дьявола смертельное заболевание, и ее широкое распространение поставило популяцию тасманских дьяволов под серьезную угрозу. ЛОТД обычно убивает своего носителя за 612 месяцев, однако за это время зараженной особи выпадает множество возможностей передать опухоль сородичам, так как драки и укусы являются важной частью многих аспектов социального поведения тасманского дьявола от агрессивного спаривания до соперничества между самцами.
В моменты спаривания и стычек между животными раковые клетки могут отслаиваться и приземляться на открытые раны. Нарушение кожного барьера создает благоприятные условия для проникновения раковых клеток, после чего воспаление и активная клеточная пролиферация, являющиеся нормальными элементами процесса заживления раны, создают среду, которая особенно способствует разрастанию опухоли.
Лицевая опухоль тасманского дьявола смертельное заболевание, и ее широкое распространение поставило популяцию тасманских дьяволов под серьезную угрозу. ЛОТД обычно убивает своего носителя за 612 месяцев, однако за это время зараженной особи выпадает множество возможностей передать опухоль сородичам, так как драки и укусы являются важной частью многих аспектов социального поведения тасманского дьявола от агрессивного спаривания до соперничества между самцами.
В моменты спаривания и стычек между животными раковые клетки могут отслаиваться и приземляться на открытые раны. Нарушение кожного барьера создает благоприятные условия для проникновения раковых клеток, после чего воспаление и активная клеточная пролиферация, являющиеся нормальными элементами процесса заживления раны, создают среду, которая особенно способствует разрастанию опухоли.
У заразных опухолей собак и тасманских дьяволов много общего, только вот, в отличие от опухоли собак, у клеток лицевой опухоли тасманского дьявола нет единого предка. У них их два: самец и самка. У первой обнаруженной опухоли тасманского дьявола, ОЛОТД1, имеется две X-хромосомы, что указывает на ее происхождение от самки. У второй же обнаруженной опухоли, ОЛОТД2, оказалась одна Y-хромосома, как и у самцов.
Это говорит о том, что заразная раковая опухоль у тасманских дьяволов, возможно, не такая уж и большая редкость, а в ходе эволюции она может появляться чаще, чем считалось ранее. Элизабет Мерчисон, одна из ученых, занимающихся изучением ЛОТД, рассказала мне, что в начале изучения болезни они с коллегами думали, что подобный рак огромная редкость в живой природе. Обнаружив же наличие второго предка в 2016 году, они были вынуждены переосмыслить свое представление о заразном раке. Возможно, он не такой уж редкий и необычный, как нам казалось.
Одной из причин существования заразного рака является то, что раковым клеткам удается остаться незамеченными иммунной системой.
При низком уровне генетического разнообразия популяции как это наблюдается у собак и тасманских дьяволов раковые клетки, которым удалось в ходе своей эволюции обойти иммунную систему одной особи, могут справиться и с иммунной системой другой при наличии достаточного генетического сходства между ними.
Трансмиссивные раковые опухоли у собак и тасманских дьяволов разрастаются подобно пересаженной ткани в открытых ранах, полученных в результате стычек между животными или спаривания. Нормально функционирующая иммунная система, как правило, распознает чужеродную ткань и отторгает трансплантат. Вот почему для пересадки органов необходимо наличие тканевой совместимости между донором и реципиентом, а также прием иммунодепрессантов.
И собаки, и тасманские дьяволы прошли сквозь генетическое «бутылочное горлышко» период резкого сокращения численности популяции с вытекающим отсюда сокращением генофонда. У собак это стало главным образом результатом селекционного разведения людьми с целью создания пород, которые есть у нас на данный момент. У тасманских дьяволов падение генетического разнообразия стало, прежде всего, результатом кампаний по их уничтожению европейскими поселенцами, прибывшими на остров в XIX веке. Клеткам трансмиссивной раковой опухоли гораздо легче перепрыгивать с одного носителя на другого в популяции с низким уровнем генетического разнообразия, так как высока вероятность генетического сходства иммунных систем старого и нового носителей.
Низкое генетическое разнообразие не единственная причина, по которой раковым клеткам удается обойти иммунную систему тасманского дьявола.
Клетки ЛОТД могут сделаться практически невидимыми для иммунитета за счет снижения экспрессии генов главного комплекса гистосовместимости (ГКГС). Белки ГКГС выставляют на поверхность клетки фрагменты белков, которые клетка производит. Тем самым иммунная система отличает свои клетки от чужих. Раковые опухоли человека также зачастую прибегают к этой стратегии, чтобы обойти иммунную систему. Понижая уровень экспрессии ГКГС, клетки ЛОТД более успешно делятся и перемещаются по организму, не вызывая при этом иммунной реакции.
Клетки ТВОС также учатся обходить эту систему распознавания чужеродных тканей. Экспрессия «меток» ГКГС на внешней стороне клетки, которые ее идентифицируют, понижается, благодаря чему этим клеткам оказывается проще оставаться незамеченными. Однако в случае с опухолью собак метки ГКГС отсутствуют только изначально, и их экспрессия по неизвестным причинам может произойти на более поздних стадиях развития опухоли. Порой у этих опухолей и вовсе происходит регрессия, связанная с усилением экспрессии ГКГС и появлением иммунных клеток в месте расположения опухоли. Эти сходства и различия между опухолями собак и тасманских дьяволов указывают на то, что у млекопитающих в целом иммунная система, вероятно, способна сдерживать распространение и развитие заразного рака.