Как землекопы помогут победить рак⁠⁠

Обычно в природе крупные животные живут долго, а мелкие - всего несколько лет. Но землекоп, будучи мелким животным, живет нетипично долго, до 30-40 лет. Это все равно, как если бы человек при его габаритах жил 600 лет. Смерть от старения для большинства млекопитающих - это смерть от рака, но у землекопов нет рака и нет других болезней, связанных со старостью

Ученые сделали такое наблюдение, они попытались вырастить клетки землекопов в чашке Петри. И тут выяснилось, что жидкая питательная среда, в которой обычно живут клетки, быстро становится вязкой, как желе, и закупоривает пробирки, через которые лаборанты отсасывают среду, чтобы заменить ее на новую.

Дело в том, что у землекопа есть одна важная особенность. В его коже, а потом и в разных органах в пространстве между клетками нашли молекулы гиалуроновой кислоты гигантского размера. Эта молекула похожа на длинную нитку бусин. Эти цепочки бывают разной длины. Короткие цепи встречаются чаще, чем крупные. Как оказалось, у голого землекопа гигантские цепи, и они весят в 10 раз больше, чем самые большие цепи у человека. Кроме того, их очень много, они есть во всех органах. Таких животных больше нет на планете

Они настолько неуязвимы, что в процессе эволюции утратили болевые рецепторы кожи. Для землекопов не имеет значения, что они к чему-то прикоснулись, они просто идут вперед, как маленькая землеройная машина. Все это стало возможным благодаря тому, что их кожа очень прочная и хорошо растягивается.

А что, если именно благодаря этой странной гиалуроновой кислоте у них нет опухолей? Возможно, раковые клетки и опухоли плохо приживаются в такой среде, и им трудно оседать и давать метастазы.

Ученые использовали мышей, на коже которых под воздействием специального яда легко появлялись раковые опухоли. Но когда взяли клетки голого землекопа и пересадили их в кожу мышей, клетки отказались превращаться в раковые, но для этого могло быть много разных причин. Исследователей интересовала роль именно гиалуроновой кислоты, и поэтому был проведен второй эксперимент.

У землекопов нарушили способность клеток вырабатывать эти гигантские цепочки гиалуроновой кислоты, после чего клетки добровольно превратились в раковые и создали опухоли. Таким образом, стало понятно необычная форма гиалуроновой кислоты действительно защищает их от рака.

Но это были всего лишь клетки кожи. Но имеет ли гиалуроновая кислота какое-либо отношение к старению в целом, ведь старение - это далеко не просто рак.

Ученые создали мышей в пробирке и перед пересадкой добавили в эти комочки мышиных клеток один ген, переписанный из генома голого землекопа. Речь идет о гене, который кодирует создание замечательной машины для производства гигантских цепочек гиалуроновой кислоты под названием гиалуронсинтаза. Этот фермент внедряется в поверхность клеток и выдавливает готовый полимер из клеток, как пасту из тюбика.

И вот так выросли необычные мыши в лаборатории профессора Веры Горбуновой из Университета Рочестера. Они жили там и выглядели как обычные мыши, все показатели тоже были вполне обычными и, возможно, долгое время никто бы ничего не заметил, если бы не странный случай.

Исследователи попросили ветеринара сделать мышам укол. И ветеринар заметил, что кожа у мышей эластична и растягивается.

Оказывается, если ввести им в кожу специальные канцерогенные яды, они отказываются от развития опухолей, но не только на коже. Вот что интересно: обычно у лабораторных мышей этой породы основной причиной смерти являются лимфомы, опухоли костного мозга, поэтому они стареют и умирают.  У мутантов не развивались лимфомы. Но самое интересное, что эти мутанты вообще отказывались стареть

Они были более жизнерадостными, лучше решали сложные задачи. Они были менее лысыми и не так быстро теряли мышечную массу в пожилом возрасте. Все эти различия были особенно заметны в пожилом возрасте на третьем году жизни. Они собственно и жили чуть дольше чем нормальные мыши.

Оказалось, что ученые вообще не знают, от чего умерли эти моложавые мутанты, и даже не очень этим интересуются. Дело в том, что у них вообще нет цели создать долгоживущих мышей и даже нет цели сделать долгожителями людей, они гораздо больше заинтересованы в том, чтобы эти мыши умерли здоровыми. То есть их цель - продлить здоровье.

Внезапно ученые обнаружили, что существует еще более существенная разница. У голого землекопа есть ферменты, которые расщепляют гиалуроновую кислоту. Они обладают очень низкой активностью. То есть, есть машина, которая делает длинные цепочки, и есть также вторая машина, которая сразу же разрезает их и разрушает до состояния отдельных бусин. Такой слайсер называется гиалуронидаза. На самом деле длина цепочек определяется скоростью, с которой работают обе эти машины. Если машина для нарезки работает быстрее, чем машина, которая производит полимер, молекулы получаются короткими.

Горбунова рассказала, что они ищут и даже нашли простую маленькую молекулу, которая должна приглушить работу гиалуронидазы у мышей, а затем и у человека, и тогда цепочки станут большими без генной модификации.

В лаборатории робот протестировал 20 000 веществ из специальных наборов, которые предоставляет ученым Национальный институт исследований рака в США. Задача группы Горбуновой состояла в том, чтобы найти какое-нибудь вещество, обладающее потенциалом в качестве лекарственного средства и способное подавлять активность гиалуронидазы.

Молекула называется дельфинедин. Это натуральный продукт, который содержится в некоторых фруктах и цветах. Вы знаете такой голубой цветок дельфиниум, отсюда и его название.

Самое удивительное здесь то, что этого вещества изначально не было в наборе для скрининга, который рассылает Национальный институт рака. Но в этом наборе было похожее вещество продельфинедин, и именно в лунке с ним произошла долгожданная реакция. Вера Горбунова выяснила, что дельфинедин уже принимается людьми в качестве биологически активной добавки к пище, он производится из экстракта южноамериканской ягоды. То есть потенциально безопасен. И вот она сравнила два вещества в эксперименте и увидела, что это натуральное вещество дельфинедин действует в два раза лучше.

Далее они вводили опухолевые клетки мышам, мерили размер и наличие метастазов и увидели, что у мышей которым давали дельфинедин замедлялось развитие метастаза.

Но чтобы получить такую же концентрацию дельфинедина в крови, нам нужно было бы съедать 11 кг черники три раза в неделю или выпивать 4 тонны вина Каберне Совиньон. Если вы принимаете такую пищевую добавку в виде капсул, вам нужно будет проглатывать по 140 капсул три раза в неделю. Каждый раз это стоит около 160 долларов, и мы ничего не знаем о том, действительно ли они усваиваются организмом, если вы принимаете их через рот.