Биологи обнаружили передающуюся линию рака у дальневосточных мидий

Международная группа исследователей, включая биологов СПбГУ, выявила передающуюся линию рака у дальневосточных мидий. Это заболевание может негативно влиять на популяции этих моллюсков, которых активно разводят в России.

Передающийся рак впервые был обнаружен у собак в середине XIX века. В 1990-х годах его нашли у тасманийского дьявола. Раньше считалось, что это редкое явление, но теперь взгляд пересматривается: передающийся рак, по-видимому, довольно широко распространён среди двустворчатых моллюсков.

Что такое диссеминированная неоплазия (DN)

Это масштабное смертельное онкологическое заболевание двустворчатых моллюсков, которое можно сравнить с лейкемией у позвоночных. У больных мидий раковые клетки циркулируют в гемолимфе (функциональном аналоге крови) и со временем инфильтрируют все ткани и органы.

В 2016 году в статье в Nature под руководством Майкла Мецгера было впервые показано, что DN — это передающаяся линия рака. Её клетки имеют собственный генотип, отличный от генотипа моллюска-хозяина, и передаются от больных особей к здоровым.

Исследование российских морей

У мидий Mytilus известны две генетические линии передающегося рака: BTN1 и BTN2 (от bivalve transmissible neoplasia). Обе произошли от тихоокеанской мидии Mytilus trossulus, которая также обитает в дальневосточных и северных морях России.

• BTN1 была обнаружена только в одной популяции мидий у тихоокеанского побережья Северной Америки.
• BTN2 более широко распространена, но до этого исследования её не находили у родительского вида Mytilus trossulus.

В 2019 году учёные из СПбГУ, ННЦМБ ДВО РАН и Хельсинкского университета объединились для поиска этих линий в мидиях российских морей. Они разработали комплексный подход для диагностики, включающий цитологические и молекулярно-генетические тесты, и применили его к мидиям Mytilus trossulus из Японского моря.

Результаты открытия

В гемолимфе моллюсков из бухты Гайдамак (близ Находки) были обнаружены неопластические клетки с полиплоидными ядрами и аномальным цитоскелетом. Генотипирование выявило генетический «химеризм» у больных мидий — наличие более одного индивидуального генотипа. У всех заболевших мидий были обнаружены «дополнительные» генотипы, соответствующие линии BTN2.

Таким образом, впервые было доказано:

1. Наличие линии BTN2 у мидий Mytilus trossulus.
2. Наличие передающегося рака у мидий Японского моря и северо-западной части Тихого океана.

Филогенетический анализ показал, что митохондрии BTN2 наиболее похожи на митохондрии Mytilus trossulus из российских морей. Вероятно, именно там обитал «нулевой пациент» — мидия, в которой зародился этот передающийся рак.

Распространение и последствия

Линия BTN2 также была обнаружена у мидий Балтийского моря. Ранее необычный митохондриальный генотип, найденный там, ошибочно интерпретировали как генотип мидии, но теперь ясно, что это был генотип BTN2.

Это заболевание особенно опасно для беспозвоночных, так как у них нет развитой иммунной системы, способной надёжно отличать чужие клетки от своих. Передающийся рак моллюсков не опасен для человека, но может нанести ущерб марикультуре мидий.

Дальнейшие планы

Учёные продолжают поиск передающегося рака у мидий в разных морях России. Предварительные данные указывают, что он встречается не только в Японском и Балтийском морях, а его разнообразие не ограничивается линией BTN2. Также разрабатывается метод быстрой диагностики заболевания для мониторинга в природных и хозяйственных популяциях моллюсков. Эта работа может помочь сравнительной онкологии, а мидии как модель могут многое рассказать о механизмах распространения рака у разных видов, включая человека.