Некоторые животные отличаются высокой продолжительностью жизни. Они живут гораздо больше, чем даже их ближайшие родственники. Примером таких долгожителей в животном мире являются слепыши. Это небольшие грызуны, которые обитают под землей в норах. Продолжительность их жизни достигает двадцати лет. Как известно, другие грызуны, даже обладающие таким же размером, живут значительно меньше. Но с чем связан такой феномен? Как заметили ученые, эти маленькие животные никогда не болеют онкологией. Однако злокачественные клетки у них возникают так же, как и у любых других животных. Но, как только они появляются, их тут же уничтожает иммунная система, а точнее — сигнальный белок бета-интерферон, или IFN-β, в результате чего не успевает вырасти опухоль. Ученые длительное время ломали голову над тем, какой механизм отвечает за активацию интерферонового сигнала в клетках, начинающих мутировать в злокачественные. Ответ на этот вопрос дали ученые из Рочестерского университета. Как показало исследование, противораковую защиту у слепышей включают особые последовательности в ДНК, именуемые ретротранспозонами.

Слепыши подсказали ученым способ борьбы с раком

Что такие ретротранспозоны и как с ними борются клетки

Ретротранспозоны еще называют мобильными генетическими элементами. Они способны сами себя копировать из одного участка ДНК в другое. Отсюда возникло еще одно их название — прыгающие гены. Внедряясь в ДНК они вызывают различные мутации в клетках. К слову, по мнению ученых, именно благодаря им люди и человекоподобные обезьяны лишились хвоста.

У разных прыгающих генов механизм «прыжков» в ДНК разный. Ретротранспозоны обладают способностью самокопирования при помощи промежуточной копии в виде молекулы РНК. Но не будем вдаваться в подробности этого процесса. Главное, что прыгающие гены, внедряясь в тот или иной участок ДНК в клетке, могут сильно повлиять на работу какого-либо гена — заставить работать его более активно или, наоборот, вовсе выключить. Поэтому для клеток ретротранспозоны представляют определенную опасность.

Чтобы защитить себя, клетки используют механизм подавления этих прыгающих генов, суть которого заключается в покрытии ДНК транспозонов метильными метками, которые регулируют активность генов. Другими словами, включается эпигенетическая регуляция, которая «усыпляет» ретротранспозоны. Они становятся неактивными и больше не мешают клеткам нормально работать и делиться.

Иммунная система слепышей уничтожает злокачественные клетки сразу же, как только они начинают делиться

В молодом клетке эпигенетическая регуляция работает хорошо, но с возрастом она начинает давать сбой. Некоторые ученые даже предполагают, что это является одной из причин возникновения злокачественных клеток у пожилых людей. На их онкогенах перестают работать эпигенические метки, которые блокируют их работу. То же самое со временем случается и с ретротранспозонами — они “просыпаются”.

Защита от рака ретротранспозонами — как она работает

Теперь вернемся к нашим слепышам. Ученые Рочестерского университета обнаружили, что в их клетках, которые начинают ускоренно делиться, снижается активность ДНК-метилтрансферазы, то есть одного из ферментов, которые блокируют активность ретротранспозонов. Результаты исследований опубликованы в журнале Nature Immunology.

Следует отметить, что поведение ретротраспозонов напоминает поведение ретровирусов, таких как ВИЧ. Именно поэтому препараты, которые назначают против ретровирусов, уничтожают и ретротраспозоны. Чтобы проверить, как поведут себя клетки без ретротраспозонов, они стали давать грызунам препараты против ретровирусов. Ожидаемо прыгающие гены стали гибнуть, а клетки при этом продолжили беспрепятственно делиться. Стало очевидным, что ретротраспозоны не дают злокачественным клеткам делиться. Отсюда возник другой вопрос, каким образом они действуют?

Ретротранспозоны имитируют в злокачественных клетках вирусную атаку, в результате чего они уничтожаются иммунным ответом

Тогда ученые провели еще один эксперимент — отключили у слепышей сигнальный путь, который связан с бета-интерфероном. В результате у грызунов стали появляться злокачественные опухоли, несмотря на активность ретротраспозонов. Бета-интерфероны являются частью системы врожденного иммунитета. Скорее всего, они распознают активность мобильных генов как атаку вирусов, в результате чего зараженные клетки уничтожаются.

Ученые предполагают, что такой же механизм можно запустить в клетках человека. Для этого надо просто подавить работу ДНК-метилтрансферазы или искусственно активировать ретротраспозоны. В результате иммунная система начнет уничтожать злокачественные клетки. К сожалению, от природы естественным образом у нас такой механизм не работает. Напоследок отмечу, что существуют и другие способы заставить иммунную систему бороться с раковыми опухолями, о некоторых из них я рассказывал ранее.