Зачем природа придумала рак

Раз клетка, два клетка: как рак стал двигателем эволюции, а эволюция привела к раку

По данным Минздрава, в России выявляют около 625 тысяч случаев онкологических заболеваний в год, и это число постоянно растет. Каждый день более 1700 россиян узнают о своем диагнозе. Но для ученых рак — не только страшная болезнь, но и возможность исследовать происхождение жизни. Автор канала в «Яндекс.Дзене» «Книга животных» Влад Горбачев объясняет, как рак связан с эволюцией, регенерацией и эмбрионами.

Рак, паразиты и многоклеточность

Без изучения эволюции невозможно понять механизмы развития рака и разработать эффективные методы лечения. Сама природа заболевания тесно переплетена с эволюцией жизни на Земле. Так, генетические механизмы подавления опухолей, которые предотвращают образование рака, изначально были необходимы для эволюции многоклеточных организмов.

Сегодня ученые считают рак результатом эволюции клеток внутри организма. Как и в случае с эволюцией в масштабе видов, клетки в организме делятся, накапливая мутации. «Удачные» мутации помогают клеткам лучше приспособиться и повышают их шансы размножиться, оставив «потомство». Клетки даже могут научиться «путешествовать», выживая в других тканях, — так образуются метастазы. Некоторые виды рака пошли еще дальше и приобрели способность передаваться от одного организма к другому — их называют трансмиссивными.

В 2019 году российские биологи даже предположили, что трансмиссивный рак может эволюционировать в одноклеточных паразитов, из которых, в свою очередь, появятся многоклеточные организмы. Звучит фантастически и ничего подобного в природе пока обнаружить не удалось, но теоретически такая возможность существует.

Что общего у эмбриона и опухоли

Исследуя эмбриональное развитие животных, биологи стали находить сходства эмбрионов с онкологическими образованиями. Дело в том, что своим существованием рак обязан фундаментальному процессу, происходящему внутри организма, — делению клетки.

История каждого человека начинается с оплодотворенной яйцеклетки. Благодаря делению за несколько дней она превращается в комок из сотен клеток. Организм взрослого человека состоит уже из триллионов клеток. Процесс деления клеток строго контролируется генами. Они определяют, в какой момент клетка должна делиться и когда пора остановиться. Без этого контроля люди и другие многоклеточные организмы не могли бы существовать.

Рак тоже возможен благодаря делению клеток, но регулировать его генам уже не удается: каждая клетка действует сама по себе и будет делиться, пока не поглотит все питательные вещества. В результате образуется злокачественная опухоль и организм погибает.

Изучив ДНК эмбриона и опухоли, исследователи отметили, что в их развитии принимает участие множество одинаковых генов и их каскадов — src, Wnt/BMP, Hox и других. Они играют решающую роль в развитии плода и в правильности его строения. Но при возникновении мутаций эти каскады срабатывают неверно и могут создать дополнительный, «лишний» орган или запустить процесс канцерогенеза. При «отключении» таких генов ни опухоль, ни зародыш не способны продолжить дальнейшее развитие и вскоре погибают.

Основная причина онкологических заболеваний кроется как раз во включении этих «детских» генов. В уже сформированном организме они сохраняются в спящем режиме. Но если на человека влияют УФ-излучение, канцерогены, вирусы или другие негативные факторы, это приводит к изменениям в генетической структуре клеток и активизирует гены, которые работать не должны.

К счастью, в организме есть гены, задача которых — замечать появление рака на дальних подступах и блокировать его. К таким генам относится TP53, который заставляет опухолевые клетки самоуничтожаться.

Регенерация с помощью рака

Рак напоминает и другой физиологический процесс — регенерацию. Как и онкогенезу, для восстановления органу необходимо много клеток, которые производятся путем деления надвое. Помимо этого, процесс регенерации, например костей, — это точный повтор эмбрионального развития. Клетки на месте раны могут утратить черты «взрослого» организма, как и раковые клетки.

Связь регенерации и рака ученые продемонстрировали, поставив эксперимент с удивительным существом — аксолотлем, личинкой мексиканской амбистомы (вид земноводных). Аксолотль достигает половой зрелости без превращения во взрослую форму, что делает его удобным объектом для научных исследований.

В ходе эксперимента ученые отрезали аксолотлю половину конечности, после чего блокировали работу каскада генов, который у эмбриона отвечает за развитие скелета — Wnt/beta-catenin. Это снизило способность организма к регенерации. Обычно отрезанные конечности у аксолотля полностью восстанавливаются, но у животных с блокированными в ходе эксперимента генами вместо лапы отростала лишь заостренная культя без пальцев. При этом если каскад Wnt «включится» у взрослого организма, это может привести к раку.

Получается, что одни и те же гены отвечают за развитие рака и регенерацию. Возможно, эти их свойства когда-нибудь пригодятся людям. «Я верю, что мы сможем улучшить заживление тканей при ожогах, научимся устранять осложнения при пересадке органов и даже сможем лечить рак, — надеется биолог Стефан Рой, изучающий генетические механизмы регенерации. — Всё это может произойти в течение ближайших десятилетий».

Благородная цель рака

Интересную гипотезу в свое время предложил российский биолог Андрей Макрушин. Он считает развитие раковых опухолей «наследием» древнего предка всех многоклеточных животных. Тот предок был колонией одноклеточных организмов, часть которой отвечала за образование новых клеток. Так происходило омоложение колонии.

Проблема в том, что этот механизм сохранился у ее потомков. До сих пор некоторые животные в неблагоприятной среде (например, при засухе или холоде) стараются стать «детьми» на клеточном уровне, чтобы потреблять меньше энергии и дождаться удачного момента для восстановления. Раковые опухоли — это такая же попытка организма при экстремальных условиях вернуться к бесполому размножению, образовав зародыши и вернув себе «утраченную молодость».

Получается, что рак преследует благородную цель, стремится защитить организм от вредных факторов. К сожалению, из-за высокой степени дифференциации он не справляется с этой древней задачей, поэтому опухоль только усугубляет негативные процессы и приводит к смерти организма.

Что дальше

Биологи и генетики продолжают исследовать рак как явление и изучать его связь с эволюцией. Например, ученые научились создавать гибридомы, то есть гибриды нормальных и опухолевых клеток, которые производят моноклональные антитела (антитела, которые вырабатываются одним клоном иммунных клеток). Специалисты используют их для разработки лекарств, способных лечить тяжелые заболевания, в том числе рак.

«Рак всегда будет частью жизни, так что нам следует признать его частью нашего эволюционного наследия, — считает автор книги про эволюцию рака The Cheating Cell Афина Актипис. — Переключив внимание с искоренения рака на удержание его под контролем, мы с большей вероятностью найдем эффективное лекарство».

_{Фото: Andreas Fülscher Schliemann / Alamy / Legion Media, Getty Images}

_{Материал опубликован в августе 2020, частично обновлен в ноябре 2022}

Источник

Для чего природа придумала РАК, СПИД и прочие неизлечимые болезни? Какая история у этих болезней?

поясню природа здесь не причём и даже в отношении ВЫСШЕГО РАЗУМА.. . а всё дело в нашей поседневной питании.. . что мы питаемся. если деревцо или травы или цветы.. . учёным давным давно известно.. . если плохо растут или заболевают.. . то причина это во всём нехватки микроэлементов в земле.. . если добавит эти удобрение недостающих элементов то растения набирают свой здоровы всход . а это прямо и сказываеться на здоровье человека.. . если он питался травами или мясами бедной части микроэлементов. и он тоже заболевает. и привязывается неизлечимой болезни какое угодное название.. . и такие люди невыдерживают и умирают. и нетрудно вам понять всё лучшее рядом с нами имеються.. . я сам сделал состав микроэлементов и не только себе помог но и другим. об этом сообшал в Москву не раз упоминал.. . и в аптеке появились витамины с микроэлементами.. . покупайте и пополняйте себе недостающее. и можете и минеральную воду.. . там мало но всё же минерал.. . желаю вам удачи.

это сдерживающий фактор, для каждого вида в природе эти факторы есть и паразиты, и бактерии, болезни, как известно существует естественный отбор, от того сумет ли поппуляция преодолеть этот фактор зависит и дальнейшее ее или вида существование, то есть для того чтоб сокращать кол-во особей определенного вида, чтоб был баланс. (примитивная экология, биология)

нет неизлечимых болезней все возможно богу а природа это творение бога и человек создан по образу и подобию божьему и от непослушания человека начались болезни и т. д. в начале так не было скорее всего это дело рук сатаны так христос дал знание об этом верующему

Это мистические болезни. жизнь организма в нашем организме. начало их такое. жить не посовести поступать не по совести в итоге блок и пошел страх. потерять человека.. потерять деньги.. потерять работу. или продажа. жить ради денег с кем то . любить одного жить с другим. и постоянное недовольство тем чт имеешь. много можно говорить на эту тему. если обобщить. жить без БОГА. но это прошу прощения мои выстраданные мысли субьективные.

Источник

Рак — это наш эволюционный шанс

На эволюционную историю рака существуют разные точки зрения. И Андрей Макрушин — один из самых ярких ученых, исследующих этот круг проблем. Видимо, так оно и есть: старение и онкогенез — важная эволюционная стратегия.

В самом деле, рак — это расплата за многоклеточность и автономность организма. У одноклеточных рака не бывает. Эволюционно рак начинается с круглоротых. Не могу сказать точно, когда это произошло. Давно. С усложнением эволюционного древа спектр опухолей расширяется, да и возникают они чаще. Поэтому именно у млекопитающих наблюдается самое большое разнообразие опухолей. Если бы все доживали до глубокой старости, то у мыши и человека их было бы примерно поровну.

Надо понимать, что такое рак. Это бессмертие. Раковая клетка бессмертна, она погибает только с организмом, в котором развивается. В эволюции рак возник как форма новообразований. Потому что все начинается с мутаций: они бывают разными, некоторые могут оказаться полезными. В каком-то смысле рак — наш эволюционный шанс.

С другой стороны, это возможность уничтожить организм, выполнивший свою репродуктивную функцию. Что от нас требуется как от биологической системы? Дать потомство. В общем-то и все. В дикой природе старение редко наблюдается. Это человек, будучи существом социальным, живет долго, причем большая часть его жизни приходится на период после рождения детей.

Есть теория, что стареющие клетки в молодости защищают организм от рака, а в пожилом возрасте способствуют его развитию. То есть за рост и умирание отвечают одни и те же гены. Программа развития трансформируется в программу старения после выполнения репродуктивной функции.

Что касается связи онкогенеза и старости, трудно сказать, включились ли эти механизмы одновременно. Да, одноклеточные не стареют. Дряхлеют только высокоорганизованные существа. Маршак писал:

Все умирает на земле и в море,
Но человек суровей осужден:
Он должен знать о смертном приговоре,
Подписанном, когда он был рожден.

Но, сознавая жизни быстротечность,
Он так живет — наперекор всему, —
Как будто жить рассчитывает вечность
И этот мир принадлежит ему.

Понимаете, когда Макрушин говорит о связи онкогенеза и старости с механизмами бесполого размножения, он относит рак к области атавизмов. Но мне все-таки ближе идея о том, что рак — это наш эволюционный шанс.

Источник