Некоторым видам опухолей требуются годы, а то и десятки лет на развитие после того, как запустился механизм их формирования и началось аномальное деление клетки.
Если речь заходит о переключении возникновения и прекращения активности генов, эпигенетика вписывается в систему так же, как и вопросы о случайности, поскольку события, за которыми следует переключение, могут быть совершенно не случайными. Табакокурение – не случайное событие. Если вы курите, то у вас появляется высокая вероятность развития рака легких. Но эпигенетическое объяснение рака легких связано с большим количеством проблем и их решений. Начнем с того, что напрасная надежда на то, что рак может быть обусловлен только одним геном, которая не оправдалась еще тридцать лет назад, снова повторяется в эпигенетике – оказывается, притом что одна генная мутация может вести к определенному виду рака, за эту болезнь отвечают от 50 до 100 генов. Мутация онкогенов может продолжиться с распространением рака, что делает его быстрой и трудноуловимой целью. О генно-ориентированных лекарственных препаратах много говорят, так как они помогают излечить определенные виды рака, например, одну из форм лейкемии у детей, которая обусловлена одним геном.
За двадцать лет поисков подобных лекарств, которые были бы эффективны против различных видов рака, успех, которого удалось достичь, крайне невелик. Хуже того, эффект препаратов, с помощью которых удается полностью избавиться от всех проявлений рака, трагически недолгий. Через несколько месяцев рак возвращается снова. При поверхностном взгляде может показаться, что секретное оружие рака в том, как быстро и беспорядочно он может мутировать, что поддерживает догмы эволюционистов о ведущей роли случайности.
Но есть знаки, которые указывают в ином направлении. Из всех болезней ни одна, кроме рака, не имеет столь очевидной связи с эпигенетическими отклонениями. Эпигеном определенного типа раковых клеток несет в себе отпечаток той же самой клетки, с которой начался рак. Это помогает обнаружить ткань, в которой рак появился, независимо от того, в какой части тела она находится. Эта информация может быть чрезвычайно полезна в будущем при диагностике и лечении рака, поскольку при распространении опухоли становится сложно отследить, где появился самый первый очаг. Раковые клетки могут постоянно мутировать, и это только усугубляет проблему. Хотелось бы надеяться на то, что, сравнив эпигеном здоровых и раковых клеток, мы сможем лучше понять, как можно повлиять на риск развития заболевания помимо генома, который мы наследуем от родителей.
На основе тщательного анализа меток (метилирования и ацетилирования) можно довольно точно спрогнозировать, какой именно вид рака может развиться. Это может стать серьезным аргументом против случайности мутаций. В зависимости от того, как вы живете (окружающая среда вместе с жизненным опытом химически определяют активность ваших генов, о чем мы уже достаточно писали), могут появиться новые мутации, идентичные для каждой клетки опухоли определенного типа. Итак, эпигенетические изменения могут привести к появлению новых предсказуемых мутаций. Предсказуемость – важный шаг в сторону от абсолютной случайности.
Однако этот уровень предсказуемости не решает всей загадки. По аналогии подумаем о погоде. Летним августовским днем наиболее возможны грозы, и их можно предсказать достаточно точно – если днем жарко, то гроза наверняка будет во второй половине дня или вечером, а не прохладным утром. Но точное движение воздушных потоков, облачность и влажность воздуха предсказать куда сложнее, и если вы захотите узнать причину той или иной грозы до последней молекулы, это невозможно. При раковых заболеваниях многие мутации часто происходят одновременно, и не все они приводят к печальному результату. Появляется множество крайне непредсказуемых возможностей. (То, что нельзя предсказать, не означает случайность. Следующая мысль, которую вы подумаете, не случайна, но она непредсказуема. Исследователям рака только предстоит выяснить, уместна ли эта аналогия в его случае.)
Это сложно принять после великолепных открытий о генетической природе рака. Онкологи начали говорить о том, что рак – коварный враг, чей защитный арсенал усовершенствуется каждый раз, как только удается найти новое действенное средство против него. (Яркий пример справедливости этого утверждения – предыдущая глава, в которой мы писали, что рак, к сожалению, может использовать всю информацию, которая содержится в клетке.) Теперь у нас снова появилась надежда, поскольку составители Онкологического атласа выясняют, какие мутации опасны, но, что не менее важно, наилучший ключ к избавлению от этой болезни состоит в том, что рак развивается по некоему количеству установленных путей, которых на самом деле очень мало – примерно около десятка для каждой разновидности рака. Другими словами, существует схема, которая окончательно подрывает ортодоксальный взгляд на случайность мутаций.
Одно из многообещающих открытий состоит в том, что некоторым видам опухолей требуются годы, а то и десятки лет на развитие после того, как запустился механизм их формирования и началось аномальное деление клетки. Идея заключается в том, что определенная последовательность – генетический путь, по которому идет аномальная клетка, – подразумевает несколько этапов, которые следуют один за другим по порядку. Вот вам аналогия: вы, возможно, видели небольшие игрушки, в которых маленькие стальные шарики катаются по доске с проделанными в ней отверстиями, и цель игры – наклонять доску так, чтобы закатить все шарики в отверстия. Отверстия маленькие, так что добиться этой цели непросто. А теперь представьте, что раковой мутации нужно сделать то же самое. Она должна проделать свой путь через небольшое отверстие (определенное генетическое изменение из миллиардов возможных), чтобы перейти на следующий этап. Как только ей это удастся, перед ней возникает новое отверстие в виде следующей мутации и выбор из многих миллиардов и т. д.
Если рак развивается медленно, как некоторые типы рака предстательной железы или толстой кишки, ему может потребоваться 30–40 лет на то, чтобы раковая клетка прошла всю последовательность. Существует надежда на то, что его можно будет отследить на максимально ранних стадиях, обнаружив предсказуемый отпечаток эпигенетических меток, и тогда рак удастся победить задолго до того, как проявятся его первые симптомы. Этот проблеск света в конце туннеля появился еще с того времени, когда открыли, что точную разновидность генной мутации для многих типов опухолей теперь можно предсказать по эпигеномной сигнатуре типа клетки, из которой с высокой вероятностью развился рак.
Затем мы должны по крайней мере задать себе вопрос, возможно ли, что при возникновении эпигенетических мутаций у взрослых в результате воздействия токсинов, стресса, травм, неправильного питания и т. д. в определенных клетках возникнут новые предсказуемые мутации? Если мутации возникают в сперматозоидах и яйцеклетках, перейдут ли они к следующему поколению? Нам это пока не известно. Но даже сама эта возможность заставила бы Дарвина отрицательно покачать головой, а сегодня заставляет серьезно пересмотреть его теорию.
Если эпигенетические изменения действительно ведут к определенным мутациям, помимо тех, которые становятся причиной формирования опухолей, может ли образ жизни человека и среда, в которой он живет, хотя бы теоретически, повысить предсказуемость? Могут существовать эпигенетические сигнатуры и других хронических заболеваний, которые возникают задолго до проявления первых симптомов. Было бы куда интереснее, если бы их можно было предотвратить у еще не рожденных поколений, которые наследуют эти признаки в утробе матери. На момент написания этой книги эти вероятности – всего лишь домыслы. Однако интересно подумать, что обнаружится в результате будущих исследований в этой области.
