Ученые меняют взгляд на причины возникновения рака
Исследователи из Университета Данди (University of Dundee, Шотландия) готовы пересмотреть общепринятые взгляды на причины возникновения рака. Проведенное исследование показало, что ведущей причиной может быть не генетическая мутация, на которой в настоящее время сосредоточено большинство поисков средств против рака, а старение иммунной системы.
На протяжении десятилетий считалось, что именно мутации, возникающие либо в результате генетической предрасположенности, либо как следствие факторов образа жизни и окружающей среды, обычно становятся основной причиной развития опухоли. А тот факт, что увеличение заболеваемости раком наблюдается с возрастом, с традиционной точки зрения объясняется количеством накопленных мутаций.
Команда ученых из Университета Данди совместно с учеными из Университета Хериота-Ватта (Heriot-Watt University), Эдинбургского университета (University of Edinburgh) и Института Кюри (Institut Curie, Франция), показала, что снижение функции иммунной системы с возрастом может на самом деле быть более веской причиной увеличения заболеваемости раком, чем множественные мутации.
Следуя гипотезе о том, что стареющая иммунная система может привести к увеличению заболеваемости раком точно так же, как с возрастом увеличивается подверженность другим болезням, ученые рассмотрели данные о 2 миллионах случаев рака у пациентов в возрасте 18-70 лет. Затем они разработали математическое уравнение для предположительного увеличения заболеваемости раком в связи с уменьшающейся функцией иммунной системы и сравнили его с возрастными профилями для 100 различных видов рака.
Оказалось, что формула, полученная учеными, смоделировала данные о заболеваемости раком значительно точнее, чем гипотеза множественных мутаций. Например, функция иммунной системы обычно снижается медленнее у женщин, чем у мужчин, и полученная формула точнее соответствует гендерным различиям, которые не может объяснить «теория генетических мутаций».
Это говорит о том, что иммунная система, особенно когда ее функции снижаются, может играть гораздо большую роль в развитии рака, чем считалось ранее. Если эта версия подтвердится дальнейшими исследованиями, это может иметь серьезные последствия для профилактики рака и подходов к его лечению по всему миру.
«Почти все основные исследования рака основаны на том, каким способом мы можем найти нужные генетические мутации, нацелиться на них и тем самым вылечить болезнь. Мы не отрицаем тот факт, что мутации вызывают рак, но задаем вопрос: могут ли только мутации объяснить быстрый рост заболеваемости раком с возрастом, когда старение вызывает и другие глубокие изменения в организме», — пояснил доктор Теа Ньюман (Thea Newman), профессор биофизики и системной биологии в университете Данди.
Основной причиной старения иммунной системы является снижение функции вилочковой железы. Именно здесь производятся Т-клетки, которые циркулируют в организме, убивая дисфункциональные клетки или чужеродные агенты. Снижение функционирования тимуса начинается примерно в одном и том же возрасте у всех людей. Затем каждые 16 лет размеры тимуса уменьшаются примерно в два раза, что вызывает падение производства Т-клеток. Ученые обнаружили сильную корреляцию между увеличением шансов развития некоторых видов рака и падением новых популяций Т-клеток.
«Гипотеза иммунологического наблюдения заключается в том, что раковые клетки постоянно возникают в организме, но обычно иммунная система убивает их до того, как новая опухоль сможет сформироваться и начать расти. Т-клетки постоянно ищут раковые клетки и уничтожают их. Если они не смогут найти их достаточно быстро или иммунная система слишком слаба, то у раковой опухоли появляется шанс начать расти. Эти шансы будут увеличиваться с возрастом, так как тимус все время уменьшается и количество Т-клеток снижается», — рассказал доктор Сэм Палмер (Sam Palmer)
«Для нашей модели мы представили войну между Т-клетками и раковыми клетками, которую раковые клетки выигрывают, как только их количество превышает определенный порог. Затем мы установили этот порог в соответствие с возрастом, пропорциональным падению производства Т-клеток. Эта простая гипотеза объясняет большую часть данных о заболеваемости раком», — добавил он.
«Увеличение заболеваемости раком с возрастом происходит медленнее у женщин, хотя мы наивно ожидали, что оно будет эффективно нейтральным с гендерной точки зрения. Однако вилочковая железа у женщин медленнее уменьшается в размерах, поэтому мы смогли предсказать дифференцированную заболеваемость раком в зависимости от пола, что еще раз показывает, что наша модель является более точной, чем традиционная модель генетических мутаций», — отметила доктор Лука Альберганте (Luca Albergante).
Команда ученых проверила свою модель по данным программы Национального наблюдения рака (SEER) в США. Результаты проверки показали, что многие виды рака, по-видимому, действительно сильно связаны именно с упадком иммунной системы, в то время как другие, скорее всего, связаны с сочетанием снижения иммунной системы и множественных мутаций.
«Мы считаем, что наши результаты чрезвычайно важны и показывают необходимость еще более серьезно относиться к иммунной системе в исследованиях рака. Мы должны сосредоточиться на том, каким образом можно контролировать функцию тимуса – возможно, путем трансплантации или контролируемой регенерации мы можем увеличить количество производимых тимусом Т-клеток», — заключила профессор Клэр Блэкберн (Clare Blackburn) из Университета Эдинбурга.