Крупные животные чаще подвержены раку, однако у них более эффективные механизмы защиты.
Чем больше организм, тем выше вероятность мутаций в его клетках. Логика проста: у слона клеток в тысячи раз больше, чем у мыши, следовательно, и вероятность онкопатологий должна быть выше. Однако многолетние наблюдения за животными ставили ученых в затруднительное положение. Почему киты, слоны и жирафы, будучи достаточно крупными существами, не вымерли от рака, если их размеры — идеальная цель для этого заболевания? Ответ искали в генетике, иммунной системе и метаболизме, но результаты оставались противоречивыми.
В 1977 году британский онколог и эпидемиолог Ричард Пето (Richard Peto) предложил объяснение. Он утверждал, что заболеваемость раком не зависит от количества клеток в организме, и, следовательно, рак у крупных животных не встречается чаще, чем у мелких. Это утверждение стало известно как «парадокс Пето».
Группа британских и американских биологов под руководством Джорджа Батлера (George Butler) заявила, что их исследование опровергает теорию Пето. Об этом ученые сообщили в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Авторы проанализировали данные о 263 видах: 90 млекопитающих, 79 птицах, 63 рептилиях и 31 амфибии. Исследователи изучили протоколы вскрытий животных из зоопарков и аквариумов, чтобы выяснить, у каких из них был рак при жизни.
Результаты показали, что у крупных видов онкологические заболевания встречались чаще на момент смерти, чем у мелких. Каждое увеличение массы тела на 1% у млекопитающих и птиц повышало риск рака в среднем на 0,1%. Для рептилий и амфибий, где вместо массы учитывали длину тела, увеличение длины на 1% повышало риск онкопатологии в среднем на 0,003%. Однако эти показатели оказались значительно ниже ожидаемых.
«Увеличение риска, которое мы наблюдали, весьма незначительное и совершенно не пропорционально размеру тела. Если слон в тысячу раз больше мыши, по идее, риск рака у него должен быть выше в тысячу раз. Но этого не происходит. Почему? Возможно, у более крупных видов развились более эффективные способы защиты», — пояснила Вера Горбунова из Рочестерского университета (США), один из авторов исследования.
В своей работе биологи использовали современные филогенетические методы, учитывающие эволюционное родство видов, и обнаружили, что те виды птиц и млекопитающих, которые за короткий эволюционный срок быстрее увеличивались в размерах, значительно лучше защищены от рака. Например, у азиатского слона (Elephas maximus), предки которого росли особенно быстро, риск рака на 56% ниже, чем ожидалось для его массы. В то время как у мелких видов, таких как летучие мыши, механизмы защиты менее развиты.
Авторы предыдущих исследований выявили у слонов дополнительные копии гена p53, который останавливает деление поврежденных клеток. У китов нашли гены, ускоряющие восстановление ДНК.
«Эволюция — это своего рода „гонка вооружений“. Чтобы стать крупнее, видам пришлось улучшить контроль за делением клеток. Но это не делает их неуязвимыми — это просто означает, что они разработали более эффективные методы защиты», — объяснил Батлер.
Авторы научной работы отметили, что важное открытие в их исследовании заключается не в том, что крупные животные более подвержены раку, а в том, как эволюция «хитрит», чтобы снизить риск онкологических заболеваний.
Если специалисты поймут, как некоторые виды противостоят раку и какие уникальные биологические механизмы делают их менее восприимчивыми к онкопатологиям, это позволит создать новые методы лечения для людей. Ученые смогут разработать препараты, имитирующие защитные процессы этих животных.