Трансмиссивные клоны злокачественных клеток
Г.А.Белицкий, М.Г.Якубовская
Геннадий Альтерович Белицкий, доктор медицинских наук, ведущий научный сотрудник лаборатории механизмов химического канцерогенеза Российского онкологического научного центра им.Н.Н.Блохина» РАМН.
Марианна Геннадиевна Якубовская, доктор медицинских наук, заведующая отделом химического канцерогенеза того же научного центра.
Основные научные интересы связаны с экспериментальной онкологией и молекулярными механизмами химического канцерогенеза.
Вопрос о возможности заражения злокачественной опухолью долгое время оставался открытым. Попытки ее переноса из одного организма в другой начались более полутора веков назад. Тогда иммунология еще не родилась, и исследователи, ничего не зная о законах совместимости тканей, прививали опухоли человека разного рода животным, а опухоли животных одного вида особям других видов.
Первые в мире успешные перевивки опухоли провел Мстислав Александрович Новинский в 1875 — 1877 гг. в ветеринарном отделении Медико-хирургической академии Санкт-Петербурга. Трансплантируя венерическую саркому одной собаки другим, он сделал главный вывод: эта злокачественная опухоль переносится только живыми клетками [1]. Последнее было особенно важно, так как выделяло рак из инфекционных заболеваний, возбудителей которых после работ Роберта Коха и Луи Пастера открывали один за другим.
Удача сопутствовала Новинскому благодаря не только собственному таланту экспериментатора и эрудиции его научных руководителей (В.Е.Воронцова и М.М.Руднева), но и правильно выбранному объекту исследования. Он работал с опухолью, к тому времени уже хорошо известной ветеринарам как зараз© Белицкий Г.А., Якубовская М.Г., 2012
ное заболевание. Изучение венерической саркомы собак продолжается и сегодня благодаря ее уникальным особенностям, позволившим ей распространиться среди собак на всем земном шаре.
В потоке новых знаний часто забывается старое, равно как и имена тех, кто своим трудом это «старое» добыл. Это в полной мере относится и к Новинскому, жизнь которого типична для многих первооткрывателей. Сын сельского священника, он
по воле отца окончил духовное училище и семинарию. Но, прослужив три года священником, он в 1870 г. поступил на ветеринарное отделение Медико-хирургической академии Санкт-Петербурга, которое окончил, «оказав отличные успехи в науках» и получив право на двухгодичное усовершенствование при академии. За два года он выполнил на золотую медаль работу о роли нервов в заживлении ран и диссертацию «К вопросу о прививании злокачественных
Магистр ветеринарных наук М.А.Новинский (1841—1914).
новообразований (экспериментальное исследование)».
Ученый совет ходатайствовал о командировании Новинского за границу, после чего он вошел бы в число руководителей Медико-хирургической академии. Однако всемогущая бюрократия в лице Главного военно-медицинского управления в просьбе
отказала. Вместо Германии молодого специалиста отправили в казачий полк на должность ветеринарного врача. По окончании службы он смог найти работу лишь на скотопригонном дворе железной дороги, поскольку ветеринарное отделение в Медико-хирургической академии к тому времени уже ликвидировали. Прожил Новинский почти 73 года и умер в 1914 г. от «грудной жабы» (стенокардии), которая часто «награждает» людей, чей талант остался невостребованным.
Имя Новинского и его приоритетные исследования извлек из небытия Л.М.Шабад, создатель школы экспериментальной онкологии в нашей стране*. В конце 1940-х годов, будучи сам обвиненным в вирховианст-ве и прочих смертных грехах того недоброго времени и не имея возможности заниматься экспериментальной работой в полную силу, он возродил приоритет Новинского: нашел все материалы о нем, его диссертацию и портрет, и написал книгу
* См.: Левина Е.С. История жизни незаурядного человека // Природа. 2011. №7. С.87—90.
□ М 111 о с П1 ^рн пЬч , шьлл» ™ & ' и н IV.ra.tiii Л.Г1.ШЛ1Л1
|| А У Ч Н Ы \у | ] о Г 1>Л<1>И и МЛЛОВИНСКИЙ 1 ^ гыу^чллышк онгОлЛгНН
• \Vrft} -Г/' '
ГГ!>
Титульный лист книги «М.А.Новинский — родоначальник экспериментальной онкологии».
Основатель школы экспериментальной онкологии в СССР Л.М.Шабад (1902— 1982). Из архива Г.А.Белицкого.
о родоначальнике экспериментальной онкологии, которая вышла в серии «Научные биографии» в 1950 г. [2].
Венерическая саркома собак
Обычно злокачественная опухоль, возникшая из клеток хозяина, умирает вместе с ним. Но клетки венерической саркомы после своего возникновения не погибли, а передавались не менее 30 тыс. раз от одного животного другому. Эта опухоль — древнейший моноклон, т.е. потомство одной злокачественной клетки, которая, судя по динамике изменения структуры ДНК, впервые возникла у волка или собаки восточносибирского ареала, вероятно, около 6000 лет назад [3, 4]. Видимо, популяция, в которой появилась опухоль, обитала на ограниченном пространстве и потому из-за неизбежного инбридинга была генетически однородной [5]. Сохранность опухоли во времени и повсеместное ее распространение связаны c особенностями течения заболевания. Ве-
Рис.1. Венерическая саркома собак на половых органах самца (слева) и самки (справа); в центре — гистологическая картина опухоли.
http://www.hvosty.ru/forum/viewtopic.php?f=2&t=4818&start=810
нерическая саркома передается половым путем и локализуется главным образом на половых органах (рис.1). Латентный период длится до 6 мес., затем несколько недель опухоль интенсивно растет, иногда метастази-руя в лимфатические узлы и внутренние органы. В большинстве случаев спустя еще несколько месяцев она спонтанно рассасывается, после чего развивается пожизненный иммунитет. Переливание сыворотки переболевшей собаки создает у реципиента пассивный иммунитет. Таким образом, локализация в области тесного контакта с половым партнером, а также длительность и относительная доброкачественность течения позволяют переносить опухоль на многих особей. Вероятно, опухоль долго сохраняется еще и потому, что не прогрессирует в злокачественности. Считают, что доживший до нашего времени вариант клона отобрался из ряда более злокачественных, быстро убивавших своих хозяев.
В естественных условиях венерическая саркома поражает собак любой породы, а в эксперименте перевивается также на койотов, шакалов и лисиц, т.е. на все семейство псовых (Cani-dae). Согласно современным данным, предшественник инфекционного клона — трансформировавшийся макрофаг, одна из клеток белой крови. И сегодня опухоль продуцирует белки, характерные для этого типа клеток. Кроме того, на ней может паразитировать одна из разновидностей лейшманий — простейший паразит, избирательно поражающий макрофаги.
Клетки венерической саркомы собак отличаются от нормальных рядом особенностей: в нормальных — 78 хромосом, а в опухолевых их 59, но карио-тип опухоли стабилен и одинаков у собак всех континентов. Универсальный диагностический маркер опухолевых клеток — ретротранспозон LINE-1, присутствующий в районе он-
когена c-myc [4, 5]. Характеристики главного комплекса гисто-совместимости опухолевых клеток также одинаковы и отличаются от аналогичных характеристик клеток хозяина (рис.2). Транспозоны (мобильные последовательности ДНК), перемещаясь внутри генома, наряду с другими процессами вызывают мутации и хромосомные перестройки. При этом клетки могут становиться злокачественными в результате активации протоонкогенов (в данном случае это ген c-myc, который превратился в активный онкоген), инактивации супрессоров опухолевого роста или иных процессов, обеспечивающих нормальное поведение клетки. Рет-
ротранспозон LINE-1 в районе онкогена c-myc мог появиться не только в ходе эволюции клона, но и находиться в половых клетках животного, у которого этот клон возник (рис.3). У современных собак встраивание ретротранспозонов в этот локус ДНК не наблюдали, а выяснить вероятность такого события в прошлом нельзя. Данных об активации в этой опухоли других протоонкогенов или инактивации супрессоров пока нет.
Геном венерической саркомы собак отличается множеством генетических вариаций (дупликаций и делеций), отсутствующих в нормальных клетках. Возможно, такие изменения отражают процесс адаптации,
Рис.2. Маркеры ретротранспозона LINE-1/c-myc и генов основного комплекса гистосовместимости (DLA, DRB, DQA и DQB) в крови 11 собак и в клетках их опухолей. A—M — животные с опухолью; N — нормальные клетки, T — опухолевые [4].
Рис.3. Происхождение венерической саркомы собак (ВСС) [5].
поскольку опухоль переносилась на новых хозяев много тысяч раз и должна была приспособиться к новым условиям, отбирая подходящие варианты. Клон, сформировавшийся к настоящему времени, исключительно стабилен. Об этом говорит и идентичность гаплотипов, т.е. совокупности аллелей на участках одной хромосомы, обычно наследуемых вместе. Примером служит наиболее полиморфная группа генов главного комплекса гистосовмести-мости собак DLA (dog leucocyte antigen), обеспечивающая распознавание и отторжение чужеродных белков. Сюда относится ген I класса DLA-88, а также три гена II класса - DRB1, DQB1, DQA1. Ген DRB1 имеет две аллели — 04101 североамериканского волка и 04701 шакалов Аляски и Сибири, отличающихся
друг от друга одним нуклеоти-дом, из-за чего изменяется кодируемая аминокислота. В нормальных клетках собак аналогичные гаплотипы значительно разнятся в зависимости от породы и места обитания животного [3]. Генотипирование 21 микросателлита (коротких повторяющихся фрагментов ДНК различной локализации) дало аналогичные результаты. Расхождение по этому признаку в опухолевых клетках было минимальным по сравнению с нормальными клетками собак различной породы, имеющих эти опухоли (рис.4).
Тот факт, что генетическая структура опухолевых клеток сохраняется при переносе на самые различные породы собак, свидетельствует о ее устойчивости против гибридизации с клетками хозяина, характер-
ной для некоторых других опухолей. Единственный тип обмена между организмами носителей и опухолью — захват опухолевыми клетками нормальных митохондрий, видимо, заменяющих деградировавшие.
Втор
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.