Слепые землекопы устойчивы к химически индуцированным раковым заболеваниям

Как и голые землекопы (Heterocephalus gaber), слепые землекопы (род Spalax) живут под землей в условиях низкого содержания кислорода, отличаются долголетием и устойчивостью к раку. Новое исследование демонстрирует степень этой устойчивости и предполагает, что адаптации, помогающие этим грызунам выживать в гипоксичных условиях, также играют роль в их долголетии и резистентности к раку.

Результаты опубликованы в журнале Biomed Central: Biology.

Связь гипоксии, долголетия и устойчивости к раку

«Мы показали, что по сравнению с мышами и крысами слепые землекопы высокоустойчивы к канцерогенам», — сообщил Марк Бэнд, соавтор исследования. Предыдущий анализ экспрессии генов у Spalax в условиях гипоксии показал, что гены, реагирующие на недостаток кислорода, также известны своей ролью в старении и подавлении или развитии рака.

«Мы считаем, что эти три феномена связаны: толерантность к гипоксии, долголетие и устойчивость к раку. Все они, вероятно, являются результатом эволюционных адаптаций к стрессовой среде», — сказал Бэнд.

Экспериментальное подтверждение устойчивости

В Университете Хайфы (Израиль) на протяжении более 50 лет наблюдали за тысячами особей Spalax и не зафиксировали ни одного случая спонтанного рака, хотя эти грызуны живут более 20 лет. Для проверки устойчивости команда под руководством Ирены Маньов, Аарона Авиви и Имада Шамса подвергла животных воздействию двух канцерогенных агентов.

• Из 20 протестированных Spalax злокачественные опухоли развились только у одной особи (старше 10 лет).
• В то же время все 12 мышей и 6 крыс, подвергнутых воздействию тех же агентов, заболели раком.

Роль фибробластов в подавлении рака

Исследователи изучили фибробласты — клетки, вырабатывающие факторы, поддерживающие другие клетки. Оказалось, что:

• Фибробласты Spalax эффективно убивали клетки двух типов рака молочной железы и двух типов рака легких.
• Даже профильтрованная и разбавленная жидкая среда из культуры этих фибробластов обладала тем же эффектом.
• Фибробласты мышей не оказывали никакого воздействия на раковые клетки.

Генетические механизмы устойчивости

Анализ профилей экспрессии генов показал, что у Spalax иначе, чем у мышей или крыс, регулируются гены, контролирующие репарацию ДНК, клеточный цикл и запрограммированную гибель клеток (апоптоз) в ответ на изменение уровня кислорода (от 3% до 21%).

Ключевую роль играет вариант гена p53 (известный супрессор опухолей), идентичный мутации, связанной с раком у человека. Исследователи из Хайфы показали, что p53 у Spalax подавляет апоптоз, но усиливает остановку клеточного цикла и механизмы репарации ДНК.

Поскольку гипоксия может повреждать ДНК и способствовать старению и раку, механизмы защиты от нее (например, репарация ДНК), вероятно, объясняют устойчивость слепого землекопа к этим процессам.

«Теперь мы знаем, что существует взаимосвязь между генами, влияющими на репарацию ДНК, толерантность к гипоксии и подавление рака. Spalax — это новая модель для изучения механизмов болезней и, возможно, открытия новых терапевтических агентов», — заключил Бэнд.