Новости

11 мая, 2021 16:56

Мидиевая эпидемия

Источник: Наука и жизнь
Дальневосточные мидии страдают заразным онкологическим заболеванием — к такому выводу пришла международная группа исследователей, в работе которой приняли участие биологи из Санкт-Петербургского университета.
Мидия Mytilus edulis. Источник: Marine Bivalve Shells Of The British Isles
«Впервые заразный рак был обнаружен у собак в середине XIX века — он передаётся венерическим путём от больной особи к здоровой. В 1990-е годы был открыт инфекционный рак у тасманийского дьявола — млекопитающего семейства хищных сумчатых, обитающего на острове Тасмания и в материковой Австралии. Раньше считали, что такое заболевание — достаточно редкое явление. Однако, судя по результатам последних исследований, инфекционный рак очень широко распространён среди двустворчатых моллюсков», — рассказывает научный сотрудник кафедры прикладной экологии СПбГУ Мария Сказина.

Онкологическое заболевание двустворчатых моллюсков — диссеминированная неоплазия — болезнь гемолимфы, которая выполняет функцию крови у двустворчатых моллюсков. У страдающих этим недугом мидий в ней циркулируют раковые клетки — эту болезнь можно сравнить с лейкемией у позвоночных. С развитием неоплазии раковые клетки проникают во все ткани и органы организма, нарушая их работу.

Причины возникновения этой болезни у мидий были описаны в 2016 году в статье группы учёных во главе с Майклом Метзгером в журнале «Nature». Раковые клетки имеют собственный генотип, отличный от генотипов моллюсков-хозяев, и являются паразитами, которые передаются от больных особей здоровым.

Когда мидия испытывает стресс, клетки её гемолимфы могут покидать организм, существовать какое-то время в окружающей среде и проникать в организм других особей. Возможно, именно это и приводит к передаче раковых клеток между моллюсками. 

«Однако это лишь гипотеза. Чтобы понять, насколько она состоятельна, потребуются сложные экспериментальные исследования», — считает Мария Сказина.

У мидий рода Mytilus, важнейших промысловых беспозвоночных, описано две генетические линии инфекционного рака — BTN1 и BTN2 (от англоязычного названия Bivalve Transmissible Neoplasia — трансмиссивная неоплазия двустворок). Обе эти генетические линии произошли от тихоокеанской мидии Mytilus trossulus, встречающейся в том числе в дальневосточных и северных морях России.

«Линия BTN1 на данный момент обнаружена только в одной популяции мидий на тихоокеанском побережье Северной Америки. При этом BTN2 распространена куда шире — до нашего исследования она была зафиксирована у мидий других видов в Европе и Южной Америке, но только не у родительского вида Mytilus trossulus», — говорит Мария Сказина.

В 2019 году для поиска заразного рака у мидий российских морей объединились морские биологи СПбГУ, Национального научного центра морской биологии им. А. В. Жирмунского и Университета Хельсинки. Для диагностики заболевания они разработали комплексный подход, включающий цитологические и молекулярно-генетические тесты, и применили его для мидий Mytilus trossulus из Японского моря, у которых ранее отмечали диссеминированную неоплазию.

В гемолимфе моллюсков из бухты Гайдамак под Находкой методами проточной цитометрии и иммуноцитохимии* были обнаружены неопластические клетки — крупные, с полиплоидными ядрами и аномальным цитоскелетом, напоминающим иглы ощетинившегося ежа. Генотипирование гемолимфы и других тканей по ядерным и митохондриальным признакам выявило у больных мидий генетический «химеризм» — присутствие более одного индивидуального генотипа. Множественные аллели (различные формы одного и того же гена, определяющие развитие определённого признака) были разделены методом молекулярного клонирования. У всех больных мидий обнаружили «дополнительные» генотипы, соответствующие BTN2. Так биологи СПбГУ вместе с коллегами доказали наличие BTN2 у Mytilus trossulus и инфекционный рак мидий Японского моря и Северо-Западной Пацифики.

На следующем этапе исследователи методами молекулярной филогенетики сравнили полученные ими последовательности митохондриальных генов BTN со всеми хранящимися в генетическом банке NCBI гомологичными последовательностями самих мидий. Оказалось, что митохондрии BTN2 больше всего похожи на митохондрии Mytilus trossulus из российских морей. Вероятно, именно там и жил «нулевой пациент» — мидия, «породившая» этот заразный рак.

Также выяснилось, что BTN2 есть и у мидий Балтийского моря. В 2014 году польские биологи нашли у одной балтийской мидии необычный митохондриальный генотип, который они интерпретировали как генотип Mytilus trossulus. Теперь стало ясно, что это был генотип не мидии, а BTN2. Однако насколько широко заболевание распространено среди моллюсков Балтийского моря — ещё предстоит выяснить.

«Это заболевание так опасно для беспозвоночных, потому что они не имеют развитой иммунной системы, которая способна надёжно распознавать свои и чужие клетки. Здоровью человека инфекционный рак моллюсков навредить не может. Однако болезнь может нанести вред марикультуре мидий. Мы пока не знаем, насколько широко заразный рак распространён среди моллюсков в России», — рассказывает Мария Сказина.

В настоящее время исследователи продолжают поиски заразного рака у мидий в разных морях России. Предварительные данные говорят, что он встречается не только у мидий Японского и Балтийского морей и что его разнообразие не ограничивается линией BTN2. Также они разрабатывают метод экспресс-диагностики заболевания для его мониторинга в природных и коммерческих популяциях моллюсков.

«Хотелось бы надеяться, что наша работа поможет и в области сравнительной онкологии. Думаю, что как модель исследования мидии могут многое рассказать о механизмах распространения раковых заболеваний у разных видов, в том числе у человека», — отмечает Мария Сказина.

Результаты исследования опубликованы в журнале «Scientific Reports».

Работа выполнена на базе Научного парка СПбГУ в рамках проекта Российского научного фонда № 19-74-20024 «Морские виды, объекты промысла и марикультуры в условиях гибридизации и клональных раковых инфекций».

18 марта, 2024
Химики заставили палладий светиться
Ученые разработали подход, позволяющий создавать новые светоизлучающие материалы на основе органичес...
15 марта, 2024
Российские ученые выяснили, что лечение рака кожи зависит от бактерий в кишечнике
Российские ученые выяснили, что в зависимости от того, какие бактерии населяют кишечник человека, ...