Черные поражения: первый случай заразного рака у рыб выявили в США
Международная группа ученых обнаружила у американского сомика (Ameiurus nebulosus) трансмиссивную форму рака: опухолевые клетки передаются от одной особи к другой и продолжают размножаться в организме нового хозяина. Это первый задокументированный случай заразного рака у рыб и одновременно первый подобный случай, выявленный в пресноводной экосистеме. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
В 2012 году биологи обратили внимание на необычно большое количество сомов с черными поражениями кожи в озере Мемфремейгог, расположенном на границе американского штата Вермонт и канадской провинции Квебек. Пятна, представляющие собой злокачественную меланому, были обнаружены у 23-37% исследованных особей.
Сначала ученые предполагали, что причиной могло стать токсичное вещество или патоген, связанный с загрязнением окружающей среды. Одно из подозрений касалось наводнения, вызванного тропическим штормом «Айрин» в 2011 году: паводковые воды могли занести в озеро загрязняющие вещества и ухудшить качество воды.
Однако анализ генетического материала не выявил вирусов или бактерий, которые были бы непосредственно связаны с развитием опухолей. Исследователи не исключают, что какой-либо патоген мог спровоцировать первоначальное возникновение рака или способствовать его распространению, тем не менее имеющиеся данные указывают на то, что агентом передачи являются непосредственно опухолевые клетки.
Ученые предположили, что все обнаруженные опухоли могли произойти от единой клеточной линии, которая со временем приобрела способность передаваться между отдельными особями. Ранее трансмиссивный рак был выявлен только у собак, тасманийских дьяволов и некоторых видов моллюсков.
Чтобы проверить эту гипотезу, исследователи секвенировали геномы опухолей и здоровых тканей зараженных рыб. Анализ показал, что опухолевые клетки, взятые у разных особей, генетически совпадают между собой, но при этом отличаются от здоровых тканей рыб-носителей. Кроме того, в разных опухолях сотни тысяч раз повторялись генетические варианты, которых не было в здоровых клетках тех же особей.
Как отмечают авторы исследования, такая закономерность была бы практически невозможна, если бы каждая меланома возникла независимо. Для сравнения исследователи проанализировали сотни случаев меланомы у людей и установили, что почти все мутации были уникальны для каждого пациента. У рыб же, напротив, большинство мутаций в опухолях встречалось сразу у множества особей — это характерный признак трансмиссивного рака.
Пока остается неясным, каким образом рак передается от одного сома к другому. Исследователи предлагают несколько возможных объяснений. Во-первых, во время размножения сомы собираются в ограниченном пространстве и тесно контактируют друг с другом, что может способствовать обмену клетками. Также не исключено, что опухолевые клетки некоторое время выживают в воде или донных отложениях, а затем проникают в организм других рыб через кожу, жабры или рот. Согласно еще одной гипотезе, гормональные изменения, связанные с размножением, влияют на иммунную систему и создают условия для приживления раковых клеток.
«Исследуя, каким образом опухоли выживают и распространяются за пределами организма своего первоначального носителя, мы можем многое узнать о механизмах, которые обычно не позволяют раку выходить за эти границы, и о том, что происходит, когда они разрушаются», — рассказала автор исследования из Университета Вермонта Джули Дрэгон.
