Авторы нового исследования о причинах развития онкологических заболеваний: Кристиан Томасетти (слева) и доктор Берт Фогельштейн (справа).

Исследователям удалось определить, какой процент мутаций, приводящих к развитию онкологических заболеваний, обусловлен факторами среды, образом жизни или наследственностью, а какой — является результатом чистой случайности. 66% генетических «поломок», оказывающихся причиной рака, возникают сами по себе. Это происходит, когда клетки делятся, обновляя ткани.

Факторы окружающей среды, согласно результатам нового исследования, приводят к появлению 29% таких нарушений. Оставшиеся 5% мутаций, связанных с раком, носят наследственный характер.

Работа была опубликована в издании Science. Её авторы, сотрудники Университета Джонса Хопкинса (Johns Hopkins University) Кристиан Томасетти (Cristian Tomasetti) и доктор Берт Фогельштейн (Bert Vogelstein), ранее уже писали о причинах развития онкологических заболеваний. В предыдущих исследованиях учёные пришли к выводу, что риск появления рака обусловлен, прежде всего, случайными ошибками в ДНК, возникающими при делении клеток. В новой работе Томасетти и Фогельштейн продемонстрировали, что «несчастные случаи» такого рода вносят в общую онкологическую заболеваемость больший вклад, нежели факторы окружающей среды, особенности образа жизни или наследственность.

«В процессе каждого деления абсолютно нормальная клетка делает несколько ошибок — именно так и появляются мутации, — рассказывает Фогельштейн. — В большинстве случаев эти мутации безвредны. Они возникают либо в избыточной ДНК, не содержащей активных генов, либо в генах, не имеющих отношения к раку. Это нормальная и в то же время удачная ситуация».

Однако иногда удача отворачивается — и тогда мутациям подвергаются гены, связанные с онкологическими заболеваниями.

В ходе новой работы Томасетти, Фогельштейн и их коллега Ли Лу, постдок из Школы общественного здоровья Блумберга университета Джонса Хопкинса (Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health) проанализировали результаты секвенирования геномов и эпидемиологические данные по 32 видам онкологических заболеваний, в том числе — раку простаты и раку молочной железы. Исследователи использовали 423 международные базы данных по онкологии, в которых содержалась информация из 69 стран с общим населением 4,2 млрд человек. Таким образом, информация из этих баз представляла сведения о 2/3 населения земного шара.

Затем учёные оценили количество делений стволовых клеток в различных тканях и сравнили его с частотой развития ряда онкологических заболеваний в течение жизни. Математическая модель продемонстрировала устойчивую корреляцию между вероятностью развития рака и числом делений нормальных клеток. Оказалось, что около 66% случаев онкологических заболеваний обусловлено случайными мутациями при делении.

Убеждение, что рак вызывается либо наследственными факторами, либо факторами среды и образа жизни, широко распространено. По мнению Томасетти, новое исследование может стать основой для изменения этой парадигмы. Ранее такой фактор, как случайные мутации, просто не изучался достаточно тщательно.

Тем не менее, полностью отбрасывать влияние факторов среды или образа жизни не следует. Да, мутации носят случайный характер, но, например, курение увеличивает их количество. При этом «поломка» может произойти как в избыточной ДНК, так и в генах, связанных с развитием рака.

«Одной мутации обычно недостаточно для возникновения опухоли, — отмечает Томасетти. — Как правило, требуется три или больше». Это означает, что клетка, допустившая две «ошибки» при копировании ДНК ещё не становится причиной развития рака. Однако третья мутация может возникнуть как результат избыточного веса, курения или нехватки физической активности. А это значит, что мы — в какой-то степени — можем повлиять на вероятность развития рака и защититься от него при помощи здорового образа жизни.