Мидии – довольно крупные двустворчатые моллюски, служат не только природными биофильтрами воды, но и важным промысловым объектом, являясь поставщиками высококачественного белка, витаминов и микроэлементов. Не так давно у этих полезных беспозвоночных было обнаружено заразное онкологическое заболевание. Эта массовая смертельная болезнь может негативно отразиться на популяциях моллюсков, которых сейчас активно разводят и в России. С другой стороны, она может быть полезной моделью для исследования механизмов распространения раковых заболеваний
Считается, что рак не заразен, и это справедливо в большинстве случаев. Но есть и исключения. Впервые заразный (трансмиссивный ) рак был обнаружен в середине XIX в. у собак, причем передавался он в ходе полового контакта. В 1990-х гг. был открыт инфекционный рак еще у одного млекопитающего, правда, сумчатого – тасманийского дьявола : в этом случае болезнь передавалась через укусы при драках. Теперь же заразный рак обнаружен у беспозвоночных – мидий , двустворчатых моллюсков, широко распространенных в северных и южных морях.
В 2016 г. у тихоокеанской мидии Mytilus trossulus которая входит в таксономическую группу «голубых мидий», был впервые диагностирован заразный рак трансмиссивная неоплазия двустворок (Bivalve Transmissible Neoplasia , BTN). Раковые клетки обнаруживаются у этих животных в первую очередь в гемолимфе – аналоге нашей крови, и само заболевание больше всего похоже на лейкоз (рак крови) позвоночных. Неконтролируемо размножаясь, раковые клетки-гемоциты замещают здоровые и могут проникать во все ткани и органы, нарушая их работу.
Как передается этот рак? Была выдвинута гипотеза, что, раковые клетки покидают тело мидии в результате стресса, самостоятельно существуют какое-то время в окружающей среде, а затем проникают в других мидий. Аналогичный процесс обмена клетками наблюдали у здоровых моллюсков и, возможно, раковые клетки также его используют.
Генотип раковых клеток и нормальных различается. На сегодня описано две генетических линии инфекционного рака мидий: BTN1, которая встречается лишь в одной популяции M. trossulus на тихоокеанском побережье Северной Америки, и BTN2, которая была обнаружена у нескольких видов мидий из Европы и Южной Америки. Однако до недавнего времени у самого «родительского» вида – M. trossulus, BTN2 не встречался.
M. trossulus встречается, в том числе, в дальневосточных и северных морях России. В 2019 г. специалисты из Санкт-Петербургского государственного университета, Национального научного центра морской биологии им. А. В. Жирмунского ДВО РАН (Владивосток) и Университета Хельсинки (Финляндия) провели совместное исследование этой мидии из Японского моря. В гемолимфе моллюсков из бухты Гайдамак под Находкой они обнаружили крупные раковые клетки, с полиплоидными ядрами и аномальным клеточным скелетом, напоминающим иглы ощетинившегося ежа.
Примечательно, что больных мидий удалось собрать и с поверхности швартовного буя в месте, где эти моллюски обычно не живут. Так появилась гипотеза, что источником болезни могли служить мидии-«корабельные путешественницы».
Генотип обнаруженных раковых клеток был определен как BTN2. А когда ученые сравнили последовательности генов митохондрий (клеточных «электростанций») раковых клеток с обычными, из генетического банка, то обнаружили их большое сходство с митохондриями M. trossulus из российских морей. Вероятно, именно там и жил наш «нулевой пациент» – мидия, у которой впервые развился заразный рак. И это был, похоже, самец, судя по типичной «маскулинизированности» раковой митохондриальной ДНК. Так что заразный рак может вести свое происхождение от мужских половых клеток, а вовсе не от клеток гемолимфы.
Ученые продолжают поиски заразного рака мидий в морях России: судя по предварительным данным, он встречается не только у моллюсков из Японского и Балтийского морей, а его разнообразие не ограничивается одной генетической линией.
Для человека эта болезнь не опасна , однако она может сильно ударить по аквакультуре мидий, так как иммунная система беспозвоночных не умеет надежно распознавать свои и чужие клетки. Сейчас ученые разрабатывают метод экспресс-диагностики заболевания для его мониторинга в популяциях моллюсков. И конечно, мидий можно использовать как модель в области сравнительной онкологии – в исследованиях механизмов распространения раковых заболеваний у разных видов, включая человека.
В публикации использованы материалы пресс-релиза Санкт-Петербургского государственного университета
Фото: тихоокеанские голубые мидии (Mytilus trossulus) выстилают скалы на побережье Аляски. https://www.flickr.com