Здавалося б, Y-хромосома — далеко не найбільша частина нашого генетичного коду. Вона містить значно менше генів, ніж X-хромосома, а деякі її ділянки взагалі вважаються не критичними для роботи більшості клітин.
Але вчені дедалі частіше помічають дивну річ: коли клітини чоловічого організму починають втрачати Y-хромосому, це може бути пов’язано з серйозними проблемами зі здоров’ям. Нове дослідження дослідників Університету Аризони додає до цього списку ще одну дуже важливу підозру — зв’язок із розвитком раку.
Y-хромосома зникає не лише в лабораторії
Втрата Y-хромосоми — природне явище, яке може накопичуватися з віком. У чоловіків частина клітин поступово втрачає свою Y-хромосому, створюючи своєрідну генетичну «мозаїку».
За оцінками дослідників, приблизно 40% чоловіків у 70-річному віці мають тканини з клітинами без Y-хромосоми. У людей, які доживають до 90 років, така особливість може зустрічатися вже майже у 60% чоловіків.
Це не означає, що організм раптово залишається без Y-хромосоми. Йдеться про окремі клітини та ділянки тканин, які з часом набувають іншого генетичного набору. Саме тому явище називають мозаїчною втратою Y-хромосоми.
Чому це взагалі може бути проблемою?
Тривалий час вчені вважали, що втрата Y у звичайних клітинах може бути відносно нешкідливою. Адже головні функції цієї хромосоми пов’язані з чоловічим розвитком і репродуктивною системою. Проте з роками накопичувалися дані, які пов’язували мозаїчну втрату Y з різними захворюваннями.
Її вже пов’язували з хронічною хворобою нирок, фіброзом, серцево-судинними проблемами та важчим перебігом деяких захворювань.
Особливо зацікавили дослідників випадки ниркового та стравохідного раку, де втрата Y-хромосоми зустрічалася досить часто. І тут виникло головне питання: Y-хромосома просто зникає в тканинах, які вже стали хворими, чи її втрата може створювати умови для появи пухлини?
Вчені побачили несподіваний «градієнт»
Щоб розібратися, команда проаналізувала близько 1000 зразків тканин, отриманих від понад 400 чоловіків. Зразки представляли 11 основних органів і включали нормальні, передракові та злоякісні тканини.
Результат виявився особливо цікавим. Чим ближче тканина знаходилася до пухлини, тим більше клітин із втратою Y-хромосоми в ній виявляли.
Тобто це виглядало не як просте «є Y — немає Y».
Дослідники описують явище як своєрідний генетичний градієнт: що ближче до раку, то сильнішою стає втрата Y.
«Чим ближче тканина до раку, тим більше втрати Y-хромосоми ми бачимо», — пояснює старший автор дослідження Ден Теодореску.
Генетичне доміно може починатися ще до пухлини
Ще цікавіше те, що втрата Y впливає не лише на кількість самих хромосом. Дослідники перевірили, наскільки активно тканини використовують гени, розташовані на Y-хромосомі. Виявилося, що тут існує дозозалежний ефект: чим більше Y-хромосом залишається у тканині, тим активніше можуть працювати відповідні гени. Якщо ж Y поступово стає менше, змінюється і генетична активність тканини.
Це може створювати так званий «ефект поля» — коли зміни відбуваються не лише безпосередньо в пухлинних клітинах, а охоплюють навколишні тканини. У такому середовищі клітинам потенційно може бути легше перейти у стан, сприятливий для злоякісної трансформації.
А що тут робить запалення?
Попередні дослідження дають ще одну можливу частину головоломки. Втрата Y-хромосоми може бути пов’язана з локальним хронічним запаленням. Якщо такі зміни накопичуються в певній ділянці тканини, її клітини можуть переходити у стан, який створює сприятливіші умови для розвитку пухлини. Важливо, однак, не плутати зв’язок із доведеною причиною.
Нове дослідження показує характерну закономірність між втратою Y і близькістю до ракової тканини, але саме по собі воно не доводить, що втрата Y-хромосоми безпосередньо запускає рак. Цілком можливо, що між цими процесами існує складний двосторонній зв’язок. Дослідження опубліковане в журналі JCI Insight.
Y-хромосома може стати новим «маяком» для лікарів
Попри всі питання, відкриття може мати дуже практичне значення. Уявімо ситуацію: лікар бере біопсію, але пухлина настільки мала, що зразок її не захоплює. На вигляд тканина може здаватися нормальною.
Але якщо в майбутньому аналіз покаже незвично високий рівень мозаїчної втрати Y-хромосоми, це потенційно може стати додатковим сигналом, що десь поруч відбувається патологічний процес.
Саме тому дослідники розглядають цей «градієнт» як можливий новий орієнтир для виявлення меж пухлини. Поки що це не готовий діагностичний тест. Потрібні додаткові дослідження, щоб з’ясувати, наскільки надійно така ознака працює в реальній медицині.
Маленька хромосома виявилася не такою вже й неважливою
Y-хромосома довгий час могла здаватися своєрідним генетичним «додатком», без якого більшість клітин чоловічого організму цілком може працювати. Але тепер картина стає складнішою.
Її поступове зникнення з частини клітин може бути не просто наслідком старіння, а частиною ширшої перебудови тканин, яка пов’язана із запаленням та підвищеним ризиком патологічних змін.
Якщо майбутні дослідження підтвердять цей механізм, Y-хромосома може отримати зовсім нову роль у медицині — не лише як визначник чоловічої статі, а й як своєрідний генетичний маркер того, що з тканиною щось не так.
