Результаты опубликованы в журнале Biomed Central: Biology.«Мы показали, что по сравнению с мышами и крысами слепые землекопы обладают высокой устойчивостью к канцерогенным веществам», — сказал Марк Бэнд, директор по функциональной геномике Биотехнологического центра Университета Иллинойса и соавтор исследования. Бэнд провел предыдущий анализ экспрессии генов у слепых землекопов, живущих в условиях с низким содержанием кислорода (гипоксических). Он обнаружил, что, как известно, гены, отвечающие на гипоксию, также играют роль в старении и в подавлении или развитии рака.
«Мы думаем, что эти три явления связаны вместе: толерантность к гипоксии, долголетие и устойчивость к раку», — сказал Бэнд. «Мы думаем, что все это результат эволюционной адаптации к стрессовой среде».В отличие от голого землекопа, который живет колониями в Восточной Африке, слепой землекоп — одиночный грызун, обитающий в Восточном Средиземноморье. Тысячи слепых землекопов были отловлены и изучены более 50 лет в израильском университете Хайфы, где проводилась работа с животными.
Ученые из Хайфы отметили, что ни у одного из их слепых землекопов никогда не было рака, хотя Спалакс может жить более 20 лет. Максимальная продолжительность жизни лабораторных мышей и крыс составляет около 3,5 лет, но при этом у них регулярно развиваются спонтанные раковые заболевания.Чтобы проверить устойчивость слепых слепышей к раку, команда из Хайфы во главе с Иреной Манов, Аароном Авиви и Имадом Шамсом подвергла животных воздействию двух агентов, вызывающих рак.
Только у одного из 20 протестированных Spalax (животное старше 10 лет) развились злокачественные опухоли после воздействия одного из канцерогенов. Напротив, у всех 12 мышей и шести крыс, подвергшихся воздействию любого агента, развились раковые опухоли.Затем команда обратила свое внимание на фибробласты, клетки, которые генерируют внеклеточные факторы, которые поддерживают и буферируют другие клетки. Предыдущие исследования клеток голого землекопа показали, что фибробласты и их секреты обладают противораковой активностью.
Точно так же исследователи из Хайфы обнаружили, что фибробласты Spalax являются эффективными убийцами двух типов клеток рака груди и двух типов клеток рака легких. Разбавленная и фильтрованная жидкая среда, полученная из культуры клеток фибробластов, также убивала клетки рака груди и легких. Однако мышиные фибробласты не влияли на раковые клетки.
Чтобы объяснить эти результаты, Бэнд и его коллеги обратились к профилям экспрессии генов, полученным в ходе их предыдущих исследований на слепых землекопах в условиях гипоксии. Исследователи обнаружили, что гены, которые регулируют репарацию ДНК, клеточный цикл и запрограммированную гибель клеток, по-разному регулируются в Spalax при воздействии нормального надземного уровня кислорода (21 процент кислорода) и условиях гипоксии (3, 6 и 10 процентов кислорода). ). Исследователи обнаружили, что эти изменения в регуляции генов отличались от изменений у мышей или крыс в тех же условиях.
По словам Бэнда, у Spalax естественным образом есть вариант в гене p53 (фактор транскрипции и известный супрессор опухолей), который идентичен связанной с раком мутации у людей. Гены факторов транскрипции кодируют белки, которые регулируют активность других генов и, таким образом, влияют на способность животного реагировать на окружающую среду. Исследовательская группа в Израиле показала, что «Spalax p53 подавляет апоптоз (запрограммированную гибель клеток), однако усиливает остановку клеточного цикла и механизмы восстановления ДНК», — сказал он.Гипоксия может повредить ДНК и способствовать старению и раку, поэтому механизмы, которые защищают от гипоксии — например, путем восстановления ДНК — вероятно, также помогут объяснить устойчивость слепого землекопа к раку и старению, сказал Бэнд.
«Итак, теперь мы знаем, что есть перекрытия между генами, которые влияют на восстановление ДНК, толерантность к гипоксии и подавление рака», — сказал он. «Мы еще не смогли показать точные механизмы, но мы можем показать, что в Спалаксе все они связаны. Один из уроков этого исследования состоит в том, что у нас есть новое модельное животное для изучения механизмов заболевания. , и, возможно, откроют новые терапевтические агенты ».