Африканские грызуны могут избавить человечество от рака, деменции, инфарктов и инсультов

Голые землекопы – подземные грызуны, обитающие в Восточной Африке. Они почти не стареют, не болеют раком и могут выживать без кислорода в течение длительного времени. Разгадка их биологии может привести к созданию лекарств от онкологических заболеваний, инфаркта, болезни Альцгеймера и даже зависимостей. Один из ведущих в мире исследователей этих животных, профессор Крис Фолкс из Университета королевы Марии в Лондоне, рассказал Altezza Travel, как уникальные особенности землекопов могут раз и навсегда изменить медицину и жизнь человека.

“Почти не болеют и не проявляют признаков старения”

Как давно вы изучаете голых землекопов?

Я работаю с ними с 1986 года. В 1987-м, когда я готовил докторскую диссертацию, отправился в Кению – там провел свою первую полевую работу, и с тех пор много раз ездил в Африку. В то же время сначала в Лондонском зоологическом обществе, затем в университете Королевы Марии, где я работаю, все эти годы в лаборатории содержат популяцию голых землекопов. Это позволило мне продолжать их изучать, даже когда работал над другими проектами. Многие из них, кстати, были связаны с другими африканскими видами землекопов, которых я изучал вместе с моим давним коллегой – профессором Найджелом Беннеттом из Университета Претории.

Чем вызван такой интерес к этим животным?

Изначально меня интересовало то, как устроен их социум. Голые землекопы живут почти как пчелы или муравьи: в колонии численностью до 300 особей есть одна королева и от одного до трех самцов, с которыми она спаривается. У всех остальных она подавляет репродуктивную функцию, поэтому они просто трудятся всю жизнь.

И как долго они живут?

Не знаю, жива ли она сейчас, но в последний раз, когда я говорил со своей коллегой Рошель Баффенстайн* Американский биолог, известна исследованиями в области старения живых организмов., у нее была особь в возрасте 37 лет. Для животного размером с мышь это феноменально, ведь мышь редко живет дольше двух–трех лет. Но дело не только в продолжительности. Голые землекопы при этом практически не болеют и не проявляют признаков старения. Ученые во всем мире изучают их поведение, генетику, размножение и процессы старения, чтобы понять, как им удается жить так долго и при этом оставаться здоровыми.

Иными словами их биологический возраст сильно отличается от хронологического?

Вот именно. Совсем недавно возникла теория “эпигенетических часов” – перспективная область в изучении механизмов старения. Суть в том, что с возрастом на ДНК всех живых организмов появляются маленькие химические метки. Со временем их становится больше, они распределяются по всему геному и влияют на работу генов. По-видимому, это является частью естественного процесса старения. По этим меткам можно определить возраст животного или человека. 

Мы сейчас изучаем этот механизм на примере голых землекопов. Является ли процесс добавления химических меток лишь побочным продуктом старения или управляет им? Если ученые получат ответ, мы, возможно, поймем, возможно ли замедлить старение.

Вы имеете в виду старение человека?

Да. Эти знания могут помочь поддерживать здоровье человека и продлить период активной жизни. Можно даже сказать, что это более желательная цель, чем просто увеличение продолжительности жизни.

Защищены от инфарктов, инсультов, рака и деменции

Давайте подробнее разберем их уникальные особенности. Голые землекопы могут выживать без кислорода дольше, чем любое другое млекопитающее. Это правда так?

Морские млекопитающие способны нырять, задерживая дыхание до 90 минут. Но у них есть физиологические особенности, которые позволяют сохранять кислород в организме. То есть на самом деле они не остаются без кислорода так надолго.

Голый землекоп же может прожить 18 минут в условиях полного отсутствия кислорода. Это очень впечатляет. Как-то раз мы анестезировали одну особь, чтобы удалить небольшое воспаление. Животное очень долго засыпало, а в процессе операции перестало дышать. Ветеринар сказал: “Мы его потеряли”. Я ответил: “Не волнуйтесь, он очнется”. Примерно через десять минут землекоп вернулся к жизни, поднялся и побежал, как ни в чем не бывало. Врач был поражен: он никогда прежде не видел ничего подобного.

Можете объяснить, как это работает?

При нехватке кислорода прежде всего страдают сердце и мозг. Это мы знаем по инсультам и инфарктам. Но у голых землекопов в таких условиях клетки мозга переключаются на другой “режим питания” – с глюкозы на фруктозу. Это позволяет им сохранять жизненно важные функции. Такой механизм – ответ на особые условия обитания. В природе землекопы живут в глубоких и узких подземных тоннелях и норах, где собираются более сотни особей, а кислорода крайне мало.

Кроме того, как показали наши исследования, у голого землекопа наблюдаются совершенно иные модели обмена веществ. В их сердце много гликогена – животного крахмала, который быстро расщепляется в организме для получения энергии. У млекопитающих гликоген обычно хранится в печени, однако у землекопов его полно в сердце. Это феноменально. 

Человеческий плод в период беременности находится в жидкой среде, но при этом тоже получает кислород. Есть ли параллели?

У человеческого плода действительно есть запасы гликогена в сердце, но сразу после рождения он исчезает, поскольку ребенок начинает дышать. У голых землекопов он сохраняется, так что при нехватке кислорода их организм включает альтернативный режим обмена веществ и использует эти запасы для выработки энергии. По крайней мере, такова наша текущая гипотеза.

Мы надеемся, что понимание этих уникальных механизмов в будущем поможет создать новые лекарства для лечения сердечных заболеваний.

Известно, что голые землекопы почти никогда не болеют раком. Почему так происходит?

Похоже, на это влияет несколько факторов, которые тоже связаны с жизнью под землей. Например, уникальная форма гиалуроновой кислоты. Это вещество есть и в тканях человека – оно удерживает воду, помогает коже оставаться увлажненной, защищает суставы и участвует в заживлении ран. Но у землекопов найдена мутация в гене, который отвечает за производство гиалуронана. Изначально особая форма этого вещества была лишь адаптацией к условиям обитания – она обеспечивала эластичность и растяжимость кожи для передвижения в узких и шероховатых туннелях. Но, как выяснилось, ее измененный состав еще и блокирует образование опухолей.

При этом у землекопов есть и другие защитные от онкологии механизмы: их организм лучше восстанавливает поврежденную ДНК и быстрее останавливает опасное деление клеток.

Эти знания тоже можно будет применить в медицине?

Когда этот ген внедряют мышам, их организм начинает вырабатывать такую же «землекоповую» гиалуроновую кислоту. В результате они жили дольше, практически не болели и демонстрировали повышенную сопротивляемость раку.

Эти открытия, безусловно, помогут лучше понять природные механизмы противодействия раку и, возможно, в будущем использовать их в лечении людей. Хотя идея внедрять гены землекопов человеку может вызвать споры.

Еще землекопам, насколько известно, не грозит Альцгеймер. Почему?

Несмотря на возраст, их мозг остается здоровым, хотя в нем накапливаются белки, которые обычно вызывают болезнь Альцгеймера. Речь идет о бета-амилоиде и тау-белке – это вещества, из которых у людей образуются вредные отложения. Со временем они накапливаются, начинают мешать работе нейронов и разрушают клетки мозга. У землекопов с возрастом тоже появляются такие отложения, но не оказывают вреда. Они, по-видимому, невосприимчивы к ним.

Голые землекопы являются естественной моделью устойчивости к этой болезни. Понимание того, как это работает, представляет огромный интерес для возможного лечения болезни Альцгеймера у людей.

Вдобавок ко всему этому землекопы не чувствуют боли. Может ли изучение помочь создать более действенные обезболивающие препараты?

Они не чувствуют боль, вызванную химическими раздражителями или кислой средой (например, жжение на слизистых от перца или от кислотных жидкостей на коже или ране). Все дело опять же в изменениях в генах, связанных со средой обитания. Так что да, на базе этих знаний ведутся разработки обезболивающих, которые не вызывают зависимости.

Открытие новых видов в Танзании

Насколько я знаю, вы открыли несколько ранее неизвестных видов грызунов из семейства землекоповых в Танзании. Чем важно это открытие?

Открытие новых видов млекопитающих имеет довольно широкое значение не только для Танзании, ведь новые виды млекопитающих находят на Земле не так уж часто.

Эта история связана с профессором Найджелом Беннеттом из Преторийского университета и началась в начале 1990-х. Мы с ним участвовали в конференции в Танзании, где встретились с местным коллегой – профессором Джоджисом Мгоде. Вместе мы решили запустить проект по изучению землекопов, обитающих в Танзании, потому что в то время о них было известно довольно мало.

Джоджис выезжал в поля и собирал всех землекопов, которых удавалось найти. Образцы для генетического анализа он отправлял в мою лабораторию в Лондоне. Я изучал их и сравнивал с другими, полученными нами за последние 30 лет. Образцы, собранные Джоджисом на горе Хананг и в районе города Уджиджи, генетически отличались от всего, что мы видели прежде.

Мы предположили, что это неизвестные науке виды. Поэтому нужно было вернуться и найти больше данных. В итоге мы официально описали и назвали два новых вида: Fukomys hanangensis, которые обитают на горе Ханаг и ее окрестностях, и Fukomys livingstoni из Уджиджи.

То есть вы специально ездили в Танзанию на поиски этих видов?

Да. Последняя полевая экспедиция, в которую я отправился вместе с Джоджисом в 2019 году, была особенно успешной. Нам удалось обследовать и отловить животных на горе Хананг на высоте около 1 957 метров. Тогда же было найдено несколько новых популяций, в том числе в лесном резервате Ноу-Форест в горах Усамбара недалеко от Хананга. К сожалению, вскоре после этого Джоджис умерпосле непродолжительной болезни, и мы так и не успели серьезно продвинуться по изучению этих видов.

Активно заниматься поисками землекопов в Танзании, выходит, теперь некому? Нуждаются ли недавно открытые виды в охране?

О грызунах из Уджиджи мы пока знаем немного – нужно больше полевых исследований. Ханангский же землекоп эндемичен, то есть это единственное место на планете, где он существует. Это позволило начать подготовку заявки на получение статуса «Ключевые территории биоразнообразия» для охранных зон Хананг и Ноу-Форест. 

Статус присваивают научные экспертные группы под эгидой международных природоохранных организаций. После включения в реестр территория получает приоритет в охране и финансировании. Это позволит, в частности, обеспечить защиту лесов Хананга и Ноу-Форест. 

Хотите узнать больше о Танзании?

Напишите нам. Эксперты Altezza Travel регулярно посещают главные достопримечательности Танзании и готовы поделиться рекомендациями.

Другие интересные статьи