Мутанты уже среди нас: организмы здоровых людей населяют огромные колонии "изменённых" клеток

Абсолютно каждый человек, даже не имея явных проблем со здоровьем, может оказаться своего рода мутантом. А если точнее, носителем целых колоний мутантных клеток.

Таковы выводы новой работы учёных из Института Сенгера и Кембриджского университета (Великобритания).

Напомним, что мутация – это стойкое изменение генома, которое может быть унаследовано. Общеизвестно, что мутации в клетках являются причиной, к примеру, раковых заболеваний. Но гораздо меньше известно о том, что вызывает сами мутации. Чтобы больше узнать о природе таких процессов, учёные и провели новое исследование.

Авторы последней работы поясняют: каждый человек на протяжении всей своей жизни накапливает те или иные генетические изменения. Мутации, происходящие в здоровых тканях, называются соматическими и являются ключом к пониманию первопричин рака и, вероятно, процессов старения.

Ещё в 2015 году та же команда, изучая различные мутации, обнаружила, что здоровые клетки кожи века людей содержат большое количество соматических мутаций. Они возникают по мере старения, накапливаются, но по наследству не передаются.

При этом выяснилось, что 25% анализируемых клеток кожи переносили по крайней мере одну из соматических мутаций, связанных с раком.

Специалисты продолжили работу и использовали секвенирование генома, чтобы изучить группы мутантных клеток в тканях органов пищевода. Образцы были получены от девяти пациентов, скончавшихся в возрасте от 20 до 75 лет.

Отмечается, что у всех "доноров" в историях болезни не было зафиксировано каких-либо хронических или онкологических заболеваний или проблем с пищеводом, то есть их ткани считались здоровыми.

Но, как оказалось, отсутствие болезней ещё не означает отсутствие "клеток-мутантов". В образцах тканей учёные выявили генетические мутации и, по их словам, это открытие было для них шокирующим.

"Под микроскопом ткань пищевода выглядела совершенно нормальной. Изучив генетические данные, мы были потрясены, увидев, что здоровый пищевод буквально пронизан мутациями, — признаётся ведущий автор работы онколог Фил Джонс (Phil Jones). — Мы обнаружили, что к тому времени, когда человек достигает среднего возраста, в его организме, вероятно, больше клеток-мутантов, чем нормальных клеток".

По словам Джонса, человек в возрасте около 20 лет уже может иметь несколько сотен мутаций на клетку в здоровой ткани пищевода. Спустя всего десятилетие клетки здоровой и нормально функционирующей ткани имеют уже более двух тысяч мутаций.

Пока что специалисты не делают смелых заключений о том, что все эти генетические изменения обязательно должны быть "злокачественными". Однако их изобилие говорит о том, что, возможно, генетикам и медикам стоит переосмыслить саму природу рака и пути его развития.

В частности, исследователи обратили внимание, что в 5-10% изученных здоровых клеток присутствовали мутации гена TP53, которые обнаруживаются практически во всех раковых опухолях пищевода. Вполне вероятно, что для развития рака изначально достаточно и такого "меньшинства": мутировавшие клетки со временем могут размножиться и превратиться в опухолевую ткань.

Примечательно и то, что мутации гена NOTCH1, который контролирует деление клеток, были обнаружены в половине всех клеток здорового пищевода у людей среднего возраста (а иногда мутации присутствовали в 80% клеток). Считалось, что подобные мутации могут способствовать распространению раковых клеток. Но тот факт, что они были замечены в нормальных тканях, говорит о том, что, вполне возможно, такие изменения, напротив, могут и защищать человека от развития рака, способствуя делению именно здоровых клеток.

"Мы годами секвенировали геномы пациентов с онкологией и искали гены, которые обычно у них мутировали. Мы предполагали, что эти общие мутации управляют раком. Однако, изучив нормальные ткани, мы были удивлены, обнаружив, что ген, обычно связанный с раком пищевода, NOTCH1, чаще мутировал в нормальных клетках, чем в раковых. Эти результаты показывают, что учёным требуется переосмыслить роль некоторых "генов рака" в свете новых данных, полученных при секвенировании генов нормальных тканей", — отмечает Джонс.

Его коллеги добавляют: открытие того факта, что нормальный "пожилой" пищевод представляет собой "лоскутное одеяло" из клеток, несущих так называемые раковые мутации, имеет важные последствия.

Дальнейшие исследования в этой области помогут создать более полное представление о ключевых генах, которые контролируют поведение клеток в здоровых тканях. Кроме того, теперь специалистам известно, что, прежде чем разрабатывать новые методы ранней диагностики рака, следует пересмотреть роль множества генов, связанных с этой болезнью.

"Как исследователи рака, мы не можем недооценивать важность изучения здоровой ткани. Наш риск развития рака увеличивается с возрастом, и это исследование приближает нас к выявлению подсказок, которые помогут идентифицировать людей с более высоким риском. Мы надеемся, что подобные исследования помогут разработать целенаправленные диагностические тесты.

Рак пищевода очень тяжело поддаётся лечению, поэтому выявление признаков заболевания на ранней стадии может иметь огромное значение для пациентов", — прокомментировала результаты профессор Карен Вусден (Karen Vousden) из Центра изучения рака в Великбритании, которая не принимала участие в работе.

Соавтор исследования Иниго Мартинкорена (Inigo Martincorena) отмечает, что данные о том, как здоровые клетки мутируют, конкурируют и эволюционируют, чтобы колонизировать наши ткани по мере старения, – это отправная точка для будущих работ по изучению не только рака, но и возрастных изменений в организме.

Научная статья с более подробным описанием исследования была опубликована в журнале Science.

Напомним, ранее учёные выяснили, что два из трёх случаев рака обусловлены случайными мутациями и являются своего рода "генетическим невезением". Также авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) сообщали об открытии "главного по старению" гена, который тормозит деление клеток.